WO2003038082A2 - Novel alkaline protease variants and detergents and cleansers containing these novel alkaline protease variants - Google Patents

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WO2003038082A2
WO2003038082A2 PCT/EP2002/011725 EP0211725W WO03038082A2 WO 2003038082 A2 WO2003038082 A2 WO 2003038082A2 EP 0211725 W EP0211725 W EP 0211725W WO 03038082 A2 WO03038082 A2 WO 03038082A2
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subtilisin
alkaline protease
acid
isoleucine
bacillus
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Beatrix Kottwitz
Karl-Heinz Maurer
Roland Breves
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Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/48Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
    • C12N9/50Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
    • C12N9/52Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from bacteria or Archaea
    • C12N9/54Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25) derived from bacteria or Archaea bacteria being Bacillus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C11ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11DDETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D3/00Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
    • C11D3/16Organic compounds
    • C11D3/38Products with no well-defined composition, e.g. natural products
    • C11D3/386Preparations containing enzymes, e.g. protease or amylase
    • C11D3/38681Chemically modified or immobilised enzymes

Definitions

  • the present invention relates to new alkaline protease variants.
  • these In the counting of the alkaline protease from Bacillus lentus, these have variations in amino acid position 61, positions 199 and / or 211 and optionally at least one modification which contributes to stabilizing the molecule, preferably point mutations in positions 3 and / or 4.
  • the present invention also relates to the possible uses of these enzymes in various technical processes and in particular washing and cleaning agents with these new alkaline protease variants.
  • Proteases of the subtilisin type are attributed to the serine proteases due to the catalytically active amino acids. They are naturally formed and secreted by microorganisms, in particular by ßac /// t / s species. They act as non-specific endopeptidases, which means that they hydrolyze any acid amide bonds that are inside peptides or proteins. Their pH optimum is usually in the clearly alkaline range. An overview of this family is provided, for example, by the article "Subtilases: Subtilisin-like Proteases" by R. Siezen, pages 75-95 in "Subtilisin enzymes", edited by R. Bott and C. Betzel, New York, 1996. Subtilisins are suitable for a variety of technical uses, as components of cosmetics and especially as active ingredients in detergents or cleaning agents.
  • Proteases are used alongside other enzymes such as amylases, lipases or cellulases as active components in detergents and cleaning agents. They have the ability to break down protein-based soiling on the items to be cleaned, such as textiles or dishes. Due to their higher solubility, the hydrolysis products are washed out with the washing liquor or attacked, dissolved, emulsified or suspended by the other detergent or cleaning agent components. This can result in synergy effects between the enzymes and the other constituents of the detergents and cleaning agents in question.
  • subtilisins take due to their favorable enzymatic properties such as stability or pH optimum. The most important of these and the most important strategies for their technical development are listed below.
  • the basic strategy in the development of detergent proteases is to first isolate enzymes that are naturally formed microbiologically and to test their basic suitability for this application. Optimizations can then be carried out on these molecules.
  • Bacillus spec. Protease 164-A1 available from 164-A1 from Chemgen Corp., Gaithersburg, MD, USA, and Vista Chemical Company, Austin, TX, USA are suitable for use in detergents and cleaning agents.
  • Other examples are the alkaline protease from Bacillus sp. PD138, NCIMB 40338 from Novozymes (WO 93/18140 A1), which is derived from Bacillus sp. ferm.
  • BP-3376-derived proteinase K-16 from Kao Corp., Tokyo, Japan (US Pat. No. 5,344,770) and according to WO 96/25489 A1 (Procter & Gamble, Cincinatti, OH, USA) the protease from the psychrophilic Organism Flavobacterium balustinum.
  • Subtilisin BPN ' which comes from Bacillus amyloliquefaciens, or B. subtilis, is from the work of Vasantha ef al. (1984) in J. Bacteriol., Volume 159, pp. 811-819 and by J.A. Wells et al. (1983) in Nucleic Acids Research, Volume _11_, pp. 7911-7925.
  • Subtilisin BPN ' serves, in particular with regard to the numbering of the positions, as a reference enzyme for the subtilisins.
  • the point mutations of application EP 130756 A1 relating to all subtilisins are also given in the numbering of BPN '. Below this is only position 217, which corresponds to position 211 in enzymes according to the invention; no particular exchange is particularly emphasized for this; all are specified, except for the substitution against M, W, C or K; preferably against A or S.
  • WO 95/07991 A2 relates to the sixth loop of the molecule; Double mutants are disclosed here in which, in addition to a further mutation, the amino acid in position 217 (corresponding to 211 in the beta / etrtus alkaline protease) has mutated to D, for example. Since BPN 'naturally has I in position 205 (corresponding to 199), a maximum of these two positions can be considered here as described above, but always in combination with other mutations in loop regions of the subtilisin and with specific changes in the enzymatic properties. Detergents with such BPN 'variants are disclosed, for example, in patent application WO 95/29979 A1.
  • WO 95/30010 A1 shows further mutations in the other five loop regions, including in position 63 (corresponding to 61), but in this position only for D or E.
  • position 63 corresponding to 61
  • the numerous exchanges given in these documents do not correlate with stabilizations, in particular not with stabilizing mutations of the subtilisin BPN '.
  • protease subtilisin Carlsberg is described in the publications by EL Smith et. al. (1968) in J. Biol. Chem., Volume 243, pp. 2184-2191, and by Jacobs et al. (1985) ⁇ nNucl. Acids Res., Volume _13, pp. 8913-8926. It is naturally formed by Bacillus licheniformis and was, or is or is under the trade name Maxatase ® from Genencor International Inc., Rochester, New York, USA, and under the trade name Alcalase ® from Novozymes A / S, Bagsvaerd, Denmark, available.
  • Variants obtainable by point mutations with reduced binding to the substrate and at the same time increased hydrolysis rate are known, for example, from the application WO 96/28566 A2. These are variants in which single or multiple exchanges have been made in the loop regions of the molecule.
  • the only variants tested in washing or cleaning experiments with exchanges in positions which correspond to those of the present application are those of multiple mutants which, among others, exchange G62 (corresponding to position 61 of the ⁇ / etrfi / s alkaline protease) to N, D , Q, E, P or S, but not to A, V204 (corresponding to item 199) other amino acids, but not to I and L216 (corresponding to position 211) to 14 other amino acids, including also to D.
  • exchange G62 corresponding to position 61 of the ⁇ / etrfi / s alkaline protease
  • V204 corresponding to item 199
  • I and L216 corresponding to position 211
  • the protease PB92 is naturally derived from the alkaline bacterium Bacillus nov. spec. 92 and Gist-Brocades, Delft, The Netherlands, available under the trade name was Maxacal ® by the company.. In its original sequence, it is described in patent application EP 283075 A2. Variants of this enzyme obtained by point mutation and which are suitable for use in detergents and cleaning agents are disclosed, for example, in the applications WO 94/02618 A1 and EP 328229 A1. In the first, only exchanges in position 211 for different amino acids, but not for D, are described. The second document discloses that certain areas in which the two residues 61 and 211 are also involved in the substrate binding. However, 61 is not listed among the positions of particular interest for mutagenesis, and an exchange for Y is proposed for 211, which, however, can only increase the washing performance of a corresponding formulation in combination with at least one further exchange.
  • subtilisins 147 and 309 are sold under the trade names Esperase ®, or Savinase ® by the company. Novozymes. They originally come from ⁇ / 7 / us strains which are disclosed in the application GB 1243784 A. Variants of these enzymes further developed by point mutagenesis with regard to their use in detergents and cleaning agents are disclosed, for example, in applications WO 94/02618 A1 (see above), WO 89/06279 A1, WO 95/30011 A2 and WO 99/27082 A1.
  • the application WO 89/06279 A1 pursued the goal of achieving higher oxidation stability, increased proteolysis rate and improved washing performance. It shows that exchanges in certain positions should change the physical or chemical properties of the subtilisin 147 or 309 molecules (the count of which corresponds to that of the alkaline protease from Bacillus lentus DSM 5483); Among them, item 199 is mentioned, but no special exchange is prescribed.
  • WO 95/30011 A2 variants of subtilisin 309 are presented which point mutations in the loop regions of the molecule exhibit and thus show reduced adsorption on the substrate with a simultaneously increased hydrolysis rate. Positions 61, 199 and 211 also lie in such areas.
  • the exchange L211 D is proposed therein, among other things; for positions 61, the exchanges from G to N, D, Q, E, P or S are proposed, for 199 also numerous, but not I.
  • 309 variants are developed using the example of subtilisin, the Washing performance is improved in that the active loops are increased by inserting at least one amino acid. It is therefore not a question of substitutions as in the present application.
  • subtilisin DY was originally developed by Nedkov et al. 1985 in ß / ' o /. Chem Hoppe-Seyler, Volume 366, pp. 421-430.
  • it can be optimized for use in detergents and cleaning agents via targeted point mutations in the active loops. This gives rise to variants with reduced adsorption and increased hydrolysis rate, including those with exchanges in position 62 (corresponding to 61 in the ⁇ / etrtus alkaline protease) from G to N, D, Q, E, P or S, in position 204 (corresponding to 199), but not 204I and numerous in position 216 (corresponding to 211), including D. Since subtilisin DY naturally has T in position 3, a variant 3T / 211 D is hereby described at best.
  • the enzyme thermitase naturally formed by Thermoactinomyces vulgaris was originally developed by Meloun et al. (FEBS Lett. 1983, pp. 195-200). Variants with reduced absorption and increased hydrolysis rate due to substitutions in the loop regions are described, for example, in the application WO 96/28558 A2. There are exchanges in position 221 (corresponding to 211 in the ß. / Etrfus alkaline protease) for 14 amino acids, including D, and in position 70 (corresponding to 61) from G to N, D, Q, E, P or S described.
  • position 209 of the thermitase (corresponding to 199) naturally contains I, at most the variants 1991 and 211 D of the proteases essential for the present application are suggested. In particular, no stabilizations, for example by threonine in position 3 and / or isoleucine in position 4 (according to B. lentus alkaline protease) are suggested.
  • the thermitase has the amino acids S and R (see alignment in WO 91/00345 A1).
  • Thermitase is also a molecule that shows overall significant sequence deviations from the other subtilisins. So the homology between the mature proteins Thermitase and the alkaline protease from ß. lentus DSM 5483 (see below) 45% identity (62% similar amino acids).
  • Proteinase K is also a protease that forms the alkaline protease from ß. lentus has a comparatively low homology. At the mature protein level, it is only 33% identity (46% similar amino acids). Proteinase K originates from the microorganism Tritirachium album Limber and is from K.-D. Jany and B. Mayer 1985 in / o /. Chem. Hoppe-Seyler, Vol. 366, pp. 485-492. WO 88/07581 A1 discloses the very similar proteases TW3 and TW7, inter alia, for use in detergents and cleaning agents.
  • Bacillopeptidase F from Bacillus subtilis should also be mentioned, which naturally has the amino acids alanine and isoleucine in positions 61 and 199. Otherwise, it is only slightly similar to the protease variants according to the invention: at the amino acid level, only a homology value of 30% identity or 38% of similar amino acids can be determined. This enzyme is described in the work by Siezen et al. listed, but not yet described or claimed for use in detergents and cleaning agents.
  • proteases suitable for industrial use are described, for example, in applications EP 199404 A2, EP 251446 A1, WO 91/06637 A1 and WO 95/10591 A1, which are available from Procter & Gamble Comp., Cincinnati, OH, USA, as "Protease A”, “Protease B”, “Protease C”, or “Protease D”.
  • the proteases of application EP 199404 are different BPN 'variants which are based on application EP 130756 A1 (see above), but have no variations in the positions relevant to the present application.
  • EP 251446 A1 discloses numerous BPN 'variants, including 217 variants (corresponds to position 211 in the ⁇ -lentus alkaline protease); all possible exchanges are named; however, what properties are associated with the 217D variation is not disclosed. According to the application WO 91/06637 A1, "proteases C" are characterized by point mutations of BPN 'in positions 123 and / or 274.
  • protease from Bacillus lentus which, according to WO 95/10591 A1, have mutations in position 76 (according to BPN 'count, corresponding to position 74 in the ⁇ / e / rtus alkaline protease) and additionally other positions, including position 217 (corresponding to 211)
  • this does not prescribe an exchange for D.
  • US 6017871 A for example, for use in detergents and cleaning agents and cosmetics
  • US 5677272 A and US 6066611 A for use in bleaching agents again in combination with the exchange in position 76, in principle also named the exchange 217D, but is not preferred.
  • proteases are those under the trade names Durazym ® , Relase ® , Everlase ® , Nafizym, Natalase ® and Kannase ® from Novozymes, under the trade names Maxapem ® , Purafect ® , Purafect OxP ® and Properase ® from Genencor, enzymes available under the trade name Protosol ® from Advanced Biochemicals Ltd., Thane, India and under the trade name Wuxi ® from Wuxi Snyder Bioproducts Ltd., China.
  • subtilisins In order to improve the washing performance of the subtilisins, the strategy of inserting additional amino acids into the active loops was pursued in numerous applications, for example in addition to the aforementioned WO 99/27082 A1, also for the applications which are listed under the numbers WO 00/37599 A1, WO 00/37621 A1 to WO 00/37627 A1 and WO 00/71683 A1 to WO 00/71691 A1 have been published. It should therefore be applicable in principle to all subtilisins that belong to one of the subgroups I-S1 (true subtilisins) or I-S2 (highly alkaline subtilisins).
  • subtilisin variants emerge as can be obtained by a method of application WO 00/24924 A2: they all contain at least one exchange in position 103, combined with a large number of other possible exchanges, but none of them in the position corresponding to position 61 of the protease from ß. lentus corresponds. Multiple variants with at least six exchanges are preferred, including positions 205 and 217 (corresponding to 199 and 211 in the beta / erectus alkaline protease); specifically, only two of more than 50 of these variants have the exchange 1991 relevant for the present application.
  • the same mutants are disclosed in applications WO 99/20723 A2 and WO 99/20726 A2 for detergents and cleaning agents which additionally contain an amylase or bleach contain.
  • a modern direction of enzyme development is to combine elements from known, related proteins by statistical methods to new enzymes that have previously unattained properties.
  • Such processes are also summarized under the generic term Directed Evolution. These include, for example, the following methods: the StEP method (Zhao et al. (1998), Nat. Biotechnol., Volume 16, pp. 258-261), random priming recombination (Shao et al., (1998), Nucleic Acids Res ., Volume 26, pp. 681-683), DNA shuffling (Stemmer, WPC (1994), Nature, volume 370, pp. 389-391) or RACHITT (Coco, WM et al. (2001), Nat. Biotechnol , Volume 19, pp. 354-359).
  • Another, in particular complementary, strategy is to increase the stability of the proteases in question and thus to increase their effectiveness.
  • Stabilization via coupling to a polymer has been described for proteases which are used in cosmetics, for example in US Pat. No. 5,230,891; it goes hand in hand with better skin tolerance.
  • stabilization by point mutations is more common, especially for detergents and cleaning agents.
  • WO 89/09819 A1 and WO 89/09830 A1 describe thermostable BPN 'variants which have the substitutions for K or L in positions 217 (corresponding to 211 in the ⁇ . Fenfcts alkaline protease) and in addition to 217K in Position 63 (corresponding to position 61) the exchange S63D.
  • Other described options for stabilization via point mutagenesis are, for example:
  • subtilisins can be stabilized and their contribution to the washing or cleaning performance improved by (1.) replacing amino acids of the calcium binding sites with more negative ones, (2.) deleting or mutating natural consequences of Asn-Gly, (3. ) Met residues are exchanged for others and (4.) certain amino acids are also substituted that are close to the catalytic center. None of the first three options apply to the variants of the present application according to the invention. Items 61 and 211 are affected by the fourth option. However, it is proposed here to replace the amino acids naturally occurring in these positions (S63, or Y217 in the case of subtilisin BPN ') by G or L, respectively. In contrast, in the molecules of the present application it is precisely these positions which are occupied by amino acids other than G or L.
  • proteases for example, in the application EP 380362 A1.
  • This relates to organic chemical syntheses, for which, according to this application, such subtilisins are said to be suitable which, via point mutagenesis after the .beta. / e ⁇ fus-alkaline protease count alone or alongside other mutations in positions 61 (by mutation to D) and / or 211 (by mutation to K or L) are stabilized.
  • no exchange relevant to the present invention has been described.
  • alkaline proteases from ß. lentus are highly alkaline proteases from Bacillus species. According to the application WO 91/02792 A1, one of these strains has been deposited under the number DSM 5483; the sequences and biochemical properties of the wild-type enzyme are also disclosed therein. Variants of this enzyme which are to be obtained by point mutation and are suitable for use in detergents and cleaning agents are disclosed in WO 92/21760 A1 and WO 95/23221 A1.
  • the wild-type enzyme comes from a producer that was originally obtained by screening for alkaliphilic Bacillus strains and shows a relatively high stability against oxidation and the action of detergents.
  • positions 208, 210, 212, 213 and 268 are characteristic of this. called lentus- alkaline protease; these correspond to positions 97, 99, 101, 102 and 157 in the count of the mature protein, in which this enzyme differs from the mature Savinase ® .
  • the variant M131 with the exchanges S3T / V4I / deposited under the designation ATCC 68614 at the American Type Culture Collection, 10801 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209, USA (http://www.atcc.org).
  • A188P ⁇ 193M ⁇ 199I most preferred.
  • This serves as the starting enzyme for the present application (see Example 1) and is also included in the sequence listing under SEQ ID NO. 1 and 2 specified in their DNA or amino acid sequence. They are all derived from the alkaline protease from Bacillus lentus DSM 5483. By point mutations at other positions, stability-improved variants emerge, for example, from the US Patents US 5500364 and US 5985639 derived from the WO document.
  • lentus alkaline protease variants which are to be regarded as further developments of the aforementioned molecules. Some of them also have the three exchanges S3T, V4I and V199I. In addition, they all have two or three other point mutations compared to the wild-type enzyme from ß. lentus DSM 5483. Sometimes they carry an additional mutation in position 211, namely 211D (variants F49, F54 and F55). Consequently, this application, or the associated US patents US 5691295, US 5801039 and 5855625, claim variants with the exchanges 211 D and 211E.
  • proteases that can be used technically, some of which differ drastically, some only in a few positions from previously known proteases. They cover a wide range from very drastic to very subtle differences in performance. This is particularly evident in their use in detergents and cleaning agents. When developing them, the possibly calculable enzymatic properties cannot readily be used to infer the behavior of these enzymes, for example in the context of a detergent or cleaning agent formulation. Other factors such as stability against high temperatures, oxidizing agents, denaturation by surfactants, folding effects or desired synergies with other ingredients play a role here, which can often only be developed experimentally.
  • subtilisins which perform better in technical applications.
  • those should be found that improve the washing or cleaning performance of detergents and / or cleaning agents.
  • One part of the task was not only to improve the proteases with regard to their hydrolysis activity, but also to keep them stable in the corresponding formulations.
  • alkaline proteases of the subtilisin type which are characterized in that, according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 61, an exchange for one of the amino acids alanine, valine, leucine, isoleucine, cysteine relative to the starting enzyme , Methionine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, threonine, histidine, lysine or arginine, preferably against one of the amino acids alanine, valine, leucine or isoleucine, particularly preferably against alanine.
  • Solutions in which an isoleucine is present in position 199 in addition to the exchange in position 61 are increasingly preferred; those in which one of the amino acids identified above in position 61, isoleucine in position 199, aspartic acid in position 211 and threonine and / or isoleucine in position 4 for stabilization.
  • Particularly preferred solutions are such proteases, which differ from the ⁇ . Derive / e ⁇ fus alkaline protease, in particular one of the two variants ß. / errfi / s-Alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I or ß. / enft / s-Alkaline protease S3T ⁇ 4I / G61A / V199I / L211 D.
  • This object of the invention also includes further developments and derivatives of the proteases mentioned.
  • the present invention provides nucleic acids which code for proteases according to the invention, as well as vectors, host cells and production processes which can be used to obtain such proteases as solutions to the subtasks and thus as separate objects of the invention.
  • Corresponding agents in particular detergents and cleaning agents, corresponding washing and cleaning processes and corresponding uses for such proteases are also provided. Finally, technical uses for the proteases found are defined.
  • a protein is to be understood as a polymer which is composed of the natural amino acids and has a largely linear structure and usually assumes a three-dimensional structure to perform its function.
  • the 19 proteinogenic, naturally occurring L- Amino acids labeled with the internationally used 1- and 3-letter codes.
  • S3 stands for a serine residue in position 3, starting with the count at the N-terminus of the protein in question.
  • a point mutation at this point for example against the amino acid threonine, is abbreviated according to this nomenclature with the designation S3T.
  • S3T A point mutation at this point, for example against the amino acid threonine, is abbreviated according to this nomenclature with the designation S3T.
  • S3T ⁇ / 4I is therefore characterized in that the serine previously in position 3 has been replaced by a threonine and the valine in position 4 by an isoleucine.
  • the position specifications of the present invention relate to the respective mature forms of the proteins in question, that is to say without the signal peptides (see below).
  • an enzyme is to be understood as a protein which has a specific biochemical function.
  • proteolytic enzymes or enzymes with a proteolytic function are generally to be understood as those which hydrolyze the acid amide bonds of proteins, in particular those which are located inside the proteins and which can therefore also be referred to as endo-peptidases.
  • Subtilisin proteases are endo-peptidases that are naturally formed by gram-positive bacteria and mostly secreted, or are derived from them, for example using molecular biological methods, and can be homologized with the natural subtilisin proteases via sub-areas such as structure-forming or function-bearing regions , They are described, for example, in the article "Subtilases: Subtilisin-like Proteases" by R. Siezen, pages 75-95 in "Subtilisin enzymes", edited by R. Bott and C. Betzel, New York, 1996.
  • pre-proteins i.e. together with a signal peptide.
  • This is to be understood as the N-terminal part of the protein, the function of which mostly consists in the removal of the protein formed to ensure the producing cell in the periplasm or the surrounding medium and / or its correct folding.
  • the signal peptide is then cleaved from the rest of the protein under natural conditions by means of a signal peptidase, so that this exerts its actual catalytic activity without the N-terminal amino acids initially present.
  • FIG. 1 in WO 91/02792 A1 the preprotein of Bacillus lentus DSM 5483 subtilisin contains 380 amino acids.
  • the mature protein however, only 269; the count begins with the first amino acid of the mature protein, in this case with the alanine, which would have the number 112 according to the sequence of the preprotein.
  • SEQ ID NO. 1 of the present application is the signal peptide of the subtilisin from ⁇ . licheniformis ATCC 68614 111 amino acids long and the mature peptide 269 amino acids. Without this subdivision, the complete protein is 380 amino acids in length, as from SEQ ID NO. 2 emerges. The same applies to the particularly preferred embodiments according to the sequence listing.
  • the mature peptides that is to say the enzymes processed after their production, are preferred over the pre-proteins for technical applications.
  • Pro-proteins are inactive precursors of proteins. Their precursors with a signal sequence are called pre-pro proteins.
  • nucleic acids are understood to mean the molecules which are naturally built up from nucleotides and serve as information carriers and which code for the linear amino acid sequence in proteins or enzymes. They can be present as a single strand, as a single strand complementary to this single strand or as a double strand. As the naturally more permanent information carrier, the nucleic acid DNA is preferred for molecular biological work.
  • an RNA is formed for the implementation of the invention in a natural environment, such as, for example, in an expressing cell, which is why RNA molecules essential to the invention also represent embodiments of the present invention.
  • the information unit of a nucleic acid corresponding to a protein is also referred to as a gene in the sense of the present application.
  • DNA the sequences of both complementary strands are closed in all three possible reading frames consider. It should also be taken into account that different codon triplets can code for the same amino acids, so that a certain amino acid sequence can be derived from several different and possibly only slightly identical nucleotide sequences (degeneracy of the genetic code). In addition, different organisms have differences in the use of these codons. For these reasons, both amino acid sequences and nucleotide sequences have to be included in the consideration of the protected area, and specified nucleotide sequences are only to be regarded as exemplary coding for a specific amino acid sequence.
  • mutations Changes in the nucleotide sequence, such as can be brought about, for example, by known molecular biological methods, are referred to as mutations.
  • deletion, insertion or substitution mutations are known, for example, or those in which different genes or parts of genes are fused to one another (shuffling); these are gene mutations.
  • the associated organisms are called mutants.
  • the proteins derived from mutant nucleic acids are called variants.
  • deletion, insertion or substitution mutations or fusions lead to deletion, insertion or substitution mutations or fusion genes and at the protein level to corresponding deletion, insertion or substitution variants or fusion proteins.
  • vectors are understood to mean elements consisting of nucleic acids which contain a gene of interest as the characteristic nucleic acid region. They are able to establish this in a species or a cell line over several generations or cell divisions as a stable genetic element that replicates independently of the rest of the genome.
  • vectors are special plasmids, i.e. circular genetic elements.
  • cloning vectors In genetic engineering, a distinction is made on the one hand between such vectors, which are used for storage and thus to a certain extent also for genetic engineering work, the so-called cloning vectors, and on the other hand, those which fulfill the function of realizing the gene of interest in the host cell, i.e. the expression of the enable relevant protein.
  • These vectors are called expression vectors.
  • the enzymatic activity of an enzyme under consideration can be deduced from the amino acid or nucleotide sequence. This can be qualitatively or quantitatively modified by other areas of the protein that are not involved in the actual reaction. This could affect enzyme stability, activity, reaction conditions or substrate specificity, for example.
  • proteolytic enzyme or that of a protease is therefore to be understood, in addition to the functions of the few amino acid residues of the catalytically active center, to all functions which actually affect the action of the entire remaining protein or part or more parts of the remaining protein result in catalytically active areas.
  • modifying functions or partial activities provided they support a proteolysis reaction, are regarded as proteolytic activity in the sense of the invention.
  • auxiliary functions or partial activities include, for example, the binding of a substrate, an intermediate or end product, the activation or the inhibition or mediation of a regulating influence on the hydrolytic activity. For example, this can also be the formation of a structural element that is remote from the active center.
  • proteolytic protein The second prerequisite for the fact that it is a proteolytic protein according to the invention is, however, that the chemical behavior of the actually active residues alone or additionally by the Exposure of the modifying parts results in hydrolysis of peptide bonds. It is also possible for the activities of other proteases to be qualitatively or quantitatively modified by one or more parts, for example the protein according to the invention. This influence on other factors is also considered to be proteolytic activity. Proteolytically active enzymes are also those whose activity is blocked at a given point in time, for example by an inhibitor. Their fundamental suitability for the corresponding proteolysis reaction is crucial.
  • Fragments are understood to mean all proteins or peptides that are smaller than natural proteins or those that correspond to fully translated genes and that can also be obtained synthetically, for example. Based on their amino acid sequences, they can be assigned to the complete proteins concerned. For example, they can take on the same structures or have proteolytic or sub-activities, such as complexing a substrate. Fragments and deletion variants of parent proteins are basically the same; whereas fragments represent smaller fragments, the deletion mutants tend to lack only short areas, and thus only partial functions.
  • chimeras or hybrid proteins are understood to mean those proteins which are composed of elements which naturally originate from different polypeptide chains from the same organism or from different organisms. This procedure is also called shuffling or fusion mutagenesis.
  • the purpose of such a fusion can be, for example, to bring about or to modify an enzymatic function with the aid of the protein part according to the invention fused into it.
  • it is immaterial whether such a chimeric protein consists of a single polypeptide chain or several subunits, over which different functions can be distributed. To implement the latter alternative, it is possible, for example, to split a single chimeric polypeptide chain into several post-translationally or only after a purification step by means of a targeted proteolytic cleavage.
  • Proteins obtained by insertion mutation are to be understood as those variants which have been obtained by methods known per se by inserting a nucleic acid or protein fragment into the starting sequences. she are assigned to the chimeric proteins because of their principle similarity. They differ from those only in the size ratio of the unchanged protein part to the size of the entire protein. The proportion of foreign protein in such insertion-mutated proteins is lower than in chimeric proteins.
  • Inversion mutagenesis i.e. a partial reversal of the sequence
  • Inversion mutagenesis can be viewed as a special form of both deletion and insertion. The same applies to a regrouping of different parts of the molecule that deviates from the original amino acid sequence. It can be viewed both as a deletion variant, as an insertion variant, and as a shuffling variant of the original protein.
  • derivatives are understood to mean those proteins whose pure amino acid chain has been chemically modified.
  • derivatizations can take place, for example, biologically in connection with protein biosynthesis by the host organism.
  • molecular biological methods can be used for this.
  • they can also be carried out chemically, for example by chemically converting a side chain of an amino acid or by covalently binding another compound to the protein.
  • Such a compound can also be, for example, other proteins which are bound to proteins according to the invention, for example, via bifunctional chemical compounds.
  • modifications can, for example, influence the substrate specificity or the binding strength to the substrate or can temporarily block the enzymatic activity if the coupled substance is an inhibitor. This can be useful for the storage period, for example.
  • Derivatization should also be understood to mean covalent binding to a macromolecular carrier.
  • the performance of an enzyme is understood to mean its effectiveness in the technical area under consideration. This is based on the actual enzymatic activity, but also depends on other factors relevant to the respective process. This includes, for example, stability, substrate binding, interaction with the material carrying the substrate or interactions with other ingredients, especially synergies.
  • the washing performance or the cleaning performance of an agent is to be understood as the effect that the agent in question has on the soiled articles, for example textiles or objects with hard surfaces.
  • Individual components of such agents for example individual enzymes, are assessed with regard to their contribution to the washing or cleaning performance of the entire agent. Because the enzymatic properties of an enzyme cannot be used to infer its contribution to the washing performance of an agent. Stability, substrate binding, binding to the items to be cleaned or interactions with other ingredients of the detergents, in particular synergies in the removal of the contaminants, play a role here as further factors.
  • subtilisin from Bacillus lentus DSM 5483, in particular in relation to the molecules disclosed in applications WO 91/02792 A1, WO 92/21760 A1 and WO 95/23221 A1, and very particularly in relation to the Variants M131 S3T / V4I / A188P ⁇ / 193M / V199I and F49 S3T ⁇ 4I / A188P / V193M ⁇ / 199I / L211 D for use in detergents and cleaning agents.
  • the associated technical teaching can accordingly also be applied to other, in particular highly related proteases, very particularly of the subtilisin type.
  • Positions 3, 4, 61, 199 and 211 of the mature proteins according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus DSM 5483 are particularly important to the invention. According to Table 1, these can be homologized with those from the most important subtilisins; this homologation can be applied to all other subtilisins. For example, in the article "Subtilases: Subtilisin-like Proteases" by R. Siezen, pages 75-95 in "Subtilisin enzymes", edited by R. Bott and C. Betzel, New York, 1996, an alignment of over 20 subtilisins relative to the known sequence of subtilisin BPN '. Table 1: Homologation of the five positions that are particularly important to the invention.
  • the transferability of the teaching of the present invention is based on the high structural similarities between the subtilisins and the largely identical reaction mechanism. It can therefore be expected that the point mutations mentioned will each have comparable effects in the context of the molecule in question. In particular, on the basis of the teaching of the present patent application, it is to be expected that such subtilisins, which have already been developed in the prior art with regard to their use in detergents and cleaning agents, will continue by adopting these point mutations with regard to their contributions to the washing or cleaning services can be improved.
  • the performance-improving exchange in position 61 is preferably one for an aliphatic amino acid, namely alanine, valine, leucine or isoleucine, particularly preferably for alanine. Because this characterizes the variants examined in the examples. / enfrts-Alkaline protease S3T ⁇ / 4I / G61A / V199I and ß. te ⁇ ft / s-alkaline protease
  • subtilisin from Bacillus lentus which to the variant ß.
  • / etrtws-Alkaline Protease S3T ⁇ / 4I / G61A ⁇ 199I / L211 D has the highest degree of agreement, the ß known from WO 95/23221 A1.
  • S3T ⁇ 4I / A188P ⁇ / 193M / V199I / L211 D can be viewed.
  • the variant closest to S3T / V4I / G61A ⁇ / 199I is accordingly the ⁇ known from WO 92/21760 A1 and referred to in WO 95/23221 A1 as M131.
  • EP 398539 B1 even proposes a mutagenesis which leads to the fact that the amino acid glycine is only introduced at this point in the subtilisin in question, whereas it is naturally present there in the subtilisin from Bacillus lentus.
  • a change in this position in particular to an amino acid with an aliphatic side chain, and very particularly to alanine, has an advantageous effect on the reaction carried out by the enzyme.
  • those variants are preferred which, in addition to the exchanges mentioned in position 61, have the amino acid isoleucine according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 199.
  • the influence of this exchange on the enzymatic properties of the subtilisin from Bacillus lentus DSM 5483 have been described, for example, in WO 92/21760 A1.
  • alkaline proteases of the subtilisin type which are characterized in that according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 199 isoleucine, in position 211 aspartic acid and in position 61 one of the amino acids alanine, valine, leucine, isoleucine, cysteine , Methionine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, threonine, histidine, lysine or arginine, preferably alanine, valine, leucine or isoleucine, particularly preferably alanine. This applies to both natural and mutagenesis-derived molecules with these amino acids in these positions.
  • Alkaline proteases according to the invention are preferably characterized in that they have at least one stabilization. Because this increases their stability during storage and / or during their use, so that the advantageous effect of the aforementioned amino acids or amino acid exchanges lasts longer and is thus enhanced.
  • the stability of proteases according to the invention can be increased, for example, by coupling to polymers. Such a method is described for example in the patent US 5230891. It requires that the proteins are linked to such polymers via a chemical coupling step before they are used in appropriate agents.
  • subtilisin from Bacillus lentus has the following two calcium binding sites: Ca1 (with high binding affinity), comprising the positions 2 Q (s), D40 (s, 2x), L73 *, N75 (m), I77 (s), V79 (m) and the site Ca3 (with low binding affinity) comprising positions A168, A163, Y165, water 273, 317; each according to the numbering of the Bacillus lentus subtilisin.
  • point mutations would have to be introduced simultaneously in at least one of the sequences of the two residues arginine / glycine for stabilization via the calcium bond; in subtilisins from Bacillus lentus, for example, this affects the NG sequences in positions 60/61, 115/116 and 212/213.
  • proteins can be protected against the influence of denaturing agents such as surfactants by certain mutations on the surface; correspond to the positions given there in ß. / en us-Alkaline protease positions 134, 155, 158, 164, 188 and / or 189.
  • Such a stabilization for alkaline proteases according to the invention is preferably that by the amino acid threonine in position 3 according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus.
  • Table 3 of application WO 92/21760 A1 shows that this exchange stabilizes the molecule with respect to the wild-type enzyme both against elevated temperature and against the action of surfactants.
  • the N-terminus of the molecule, to which positions 3 and 4 belong, lies on the surface after processing, namely on End of the column with the active center. This loose end is in contact with the rest of the molecule in particular via non-covalent interactions and thus contributes to the maintenance of the globular structure. Without being bound by this theory, one can assume that any mutations that limit the flexibility of this loose end contribute to the stability of the entire molecule.
  • Such a stabilization for alkaline proteases according to the invention is likewise preferably those by the amino acid isoleucine in position 4 according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus.
  • the stabilizing effect of this exchange is also shown in Table 3 of application WO 92/21760 A1.
  • the molecule is particularly preferably stabilized via the exchange for threonine in position 3 and that for isoleucine in position 4, or its performance profile is modified.
  • subtilisins according to the invention showed in the examples of the present application in corresponding washing or cleaning agent formulations performance improvements over the process known from the prior art enzyme Savinase ®, which does not have this stabilization. Without being bound by this theory, one could assume that the stability of the variants in question helps to keep the enzymes active in the wash liquor sufficiently long and thus supports the improved performance.
  • each of these exchanges can also improve the performance of the molecule in a different way, in particular in detergents and cleaning agents, for example by interacting with a substrate or with other agents corresponding to the substance.
  • the alkaline protease according to the invention is characterized in that, according to the counting of the Bacillus lentus subtilisin, it has threonine in position 3, isoleucine in position 4, alanine in position 61 and isoleucine in position 199.
  • the contribution of such a variant to the washing or cleaning performance of a corresponding agent is documented in Examples 3, 5 and 7 of the present application.
  • alkaline protease according to the invention is characterized in that according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 3 threonine, in position 4 isoleucine, in position 61 alanine, in position 199 isoleucine and in position 211 Has aspartic acid.
  • Such variants are preferably derived from a Bacillus subtilisin, in particular from Bacillus / enfc / s subtilisin.
  • Bacillus proteases have favorable properties from the outset for various technical applications. This includes a certain stability against elevated temperature, oxidizing or denaturing agents.
  • microbial proteases have the greatest experience with regard to their biotechnological production, for example in the construction of cheap cloning vectors, the selection of host cells and fermentation conditions or the assessment of risks such as allergenicity.
  • subtilisins from Bacillus lentus or the subtilisins, which are derived from its naturally formed proteases, have been established in the prior art, for example for use in detergents and cleaning agents.
  • the wealth of experience that has been acquired for the production and use of these proteases benefits further developments of these enzymes according to the invention. This includes, for example, their compatibility with other chemical compounds, such as the ingredients of detergents or cleaning agents.
  • a suitable starting strain for this can be found under the deposit number DSM 5483 at the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH, Mascheroder Weg 1b, 38124 Braunschweig (http://www.dsmz.de) and for example in the applications WO 91/02792 A1, WO 92/21760 A1 or WO 95/23221 A1 described ß. lentus strain can be used.
  • Such variants of this or of related strains can be produced using standard molecular biological methods, such as, for example, PCR and point mutagenesis methods known per se.
  • the particularly preferred variants described in the examples are of the ß via the procedure shown in example 1.
  • / e / 7uvs-Alkaline protease of ß. lentus which has been deposited under the designation ATCC 68614 with the American Type Culture Collection, 10801 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209, USA (http://www.atcc.org).
  • This enzyme is in the sequence listing of the present application under SEQ ID NO. 1, and 2 disclosed in its nucleotide sequence and its amino acid sequence.
  • This sequence can be used, for example, for the construction of primers in order to produce a nucleic acid coding for such a protease from DNA preparations of gram-positive bacteria, preferably gram-positive bacteria such as Bacillus lentus, if necessary, for example by methods known per se, for example to mutagenize and express using the teaching of the present application. Due to the degeneracy of the genetic code, numerous other nucleic acids are also conceivable, which also code for this variant and are equally preferred alternatives within this subject matter of the invention.
  • an alkaline protease which is characterized in that it is one of the subtilisin from Bacillus lentus DSM 5483, or ATCC 68614 derived subtilisin, especially ß. lentus
  • a preferred embodiment is a protein derived from one of the proteases described above, in particular by fragmentation or deletion mutagenesis, by insertion mutagenesis, by substitution mutagenesis or by fusion of at least one part with at least one other protein.
  • variants which have been given additional properties via substitution mutagenesis or via further point mutations, which predestine them with regard to specific possible uses, for example through changes in the surface charges as disclosed in WO 00/36069 A1, or through changes in catalysis or loops involved in substrate bindings, as disclosed for example in WO 99/27082 A1.
  • Larger sections of the variants can also be subjected to mutagenesis.
  • the goal of fragment formation or deletion mutagenesis may be to select specific partial functions of the protease or, on the contrary, to exclude it, for example substrate binding, or the interactions with other compounds that are exerted over certain regions of the molecule.
  • Proteases according to the invention can be provided with additional functions by insertion, substitution or fusion. This includes, for example, coupling to certain domains, for example binding to cellulose-binding domains, as described, for example, in publications WO 99/57154 A1 to WO 99/57157 A1 is described.
  • the amino acid linkers referred to herein can be realized by forming a single fusion protein from protease, linker region and binding domain. Such a binding domain could also originate from the same or a different protease, for example in order to increase the binding of the protein according to the invention to a protease substrate. This increases the local protease concentration, which can be advantageous in individual applications, for example in the treatment of raw materials.
  • the protein according to the invention is characterized in that it is additionally derivatized.
  • Derivatives of proteins according to the invention can also be understood in the broadest sense to mean preparations of these enzymes.
  • it can be mixed with various other substances be socialized, for example from the culture of the producing microorganisms.
  • Culture supernatants from protease-producing microorganisms already show proteolytic activity, which shows that crude extracts can already be used, for example for inactivating other proteinogenic activities.
  • a protein can also have been specifically mixed with certain other substances, for example to increase its storage stability. All preparations of the actual protein according to the invention are therefore also according to the invention. This is also irrespective of whether or not it actually exhibits this enzymatic activity in a particular preparation. Because it may be desirable that it has little or no activity during storage and that it only develops its proteolytic function at the time of use. This can depend, for example, on the state of folding of the protein or on the reversible binding of one or more accompanying substances from the preparation to a protein according to the invention.
  • the joint preparation of proteases with protease inhibitors is known from the prior art (WO 00/01826 A2). This also includes fusion proteins in which the inhibitors are linked to the respective proteases via linkers, in particular amino acid linkers (WO 00/01831 A2).
  • proteases obtained by all types of mutagenesis and / or derivatizations preferably have increased proteolytic activity compared to the starting molecule or the non-derivatized molecule and very particularly improved performance with regard to their intended technical field of application. This includes in particular the improvement of their washing and / or cleaning performance for use in washing or cleaning agents.
  • point mutations according to the invention with further point mutations which relate to the catalyzed reaction, for example in the active center.
  • proteases according to the invention which are those derived from Bacillus fe / rtus subtilisin, in the loop Mutate regions or insert additional amino acids.
  • Such works are described in the applications which have been published under the numbers WO 00/37599 A1, WO 00/37621 A1 to WO 00/37627 A1 and WO 00/71683 A1 to WO 00/71691 A1.
  • the reversible blocking of proteolytic activity during storage by binding an inhibitor can prevent autoproteolysis and thus cause a high rate of proteolysis in the reaction medium at the time of dilution.
  • coupling to specific binding domains during the cleaning process can increase the concentration of the protease near the substrate relative to that in the liquor and thus increase the contribution of the enzyme to the performance of the agent.
  • proteins or derivative mentioned are characterized in that they are additionally stabilized or have more than one of the stabilizations shown above.
  • variants according to the invention which are already stabilized by one of the two amino acids 3T or 41, or by both, can additionally be stabilized by coupling to a polymer or in another manner described above.
  • the second subject of the invention is formed by nucleic acids.
  • nucleic acids include, in each case correspondingly preferred, the nucleic acids which code for the proteins or derivatives of the first subject matter of the invention.
  • nucleic acids form the starting point for almost all common molecular biological studies and further developments as well as the production of proteins. These include in particular the sequencing of the genes and the derivation of the associated amino acid sequence, any type of mutagenesis and the expression of the proteins. Such methods are described, for example, in the Fritsch, Sambrook and Maniatis manual "Molecular cloning: a laboratory manual", Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1989.
  • the enzymes essential to the invention can be optimized for various applications using all of the methods generally termed "protein engineering".
  • protein engineering the following properties can be achieved at the protein level: an improvement in the oxidation resistance of the derived protein, stability to denaturing agents or proteases, to high temperatures, acidic or strongly alkaline conditions, a change in sensitivity to calcium or other cofactors, a decrease in immunogenicity or the allergenic effect.
  • Mutated genes according to the invention include, for example, those which are responsible for individual, targeted base exchanges or randomized point mutations, for deletions of individual bases or partial sequences, fusions with other genes or gene fragments or inversions. Such mutations or modifications can predestine the enzyme derived from the nucleic acids in question for specific applications. Such a mutagenesis can be carried out in a targeted manner or by means of random methods, for example with a subsequent detection and / or selection process (screening and selection) aimed at the activity, on the cloned genes.
  • oligonucleotides can be used as starting points for the synthesis of related nucleic acids via the polymerase chain reaction (PCR).
  • PCR polymerase chain reaction
  • Such oligonucleotides especially if they cover one of the regions which correspond to the five amino acid positions 3, 4, 61 199 and / or 211, are expressly stated in included the scope of the present invention. This also applies to those which have variable sequences precisely in these positions, so that within a population of many primers there can also be at least one who is responsible for such a position for one of the SEQ ID NO. 3 and / or SEQ ID NO. 5 corresponding partial sequence encoded.
  • a ⁇ f / ' se ⁇ se oligonucleotides which can be used for example for regulation of expression.
  • the representatives of this subject matter of the invention are preferably nucleic acids coding for subtilisin proteases, the nucleotide sequence of which corresponds to one of the sequences shown in SEQ ID NO. 3 or SEQ ID NO. 5 specified nucleotide sequences matches. This correspondence particularly affects the regions which correspond to the amino acid sequences SEQ ID NO. 4 or SEQ ID NO. Code 6 for isoleucine in position 199, for aspartic acid in position 211, for threonine in position 3 and / or for isoleucine in position 4, and especially for alanine in position 61 or include these areas.
  • these positions indicate particularly preferred representatives of alkaline proteases according to the invention.
  • This teaching is suitably transferred to other subtilisins by mutating the other molecules in question in one or more of these positions. This is expediently carried out according to methods known per se (see above) at the nucleic acid level.
  • nucleic acids which can be derived from a sequence for a Bacillus lentus protease, and in particular from a sequence for a Bacillus lentus DSM 5483 protease.
  • the nucleic acid codes for one of the variants ⁇ according to the invention. / ertfus-Alkaline protease S3T ⁇ 4I / G61A / V199I or ß. e / i us-Alkaline protease S3T ⁇ / 4I / G61A / V199I / L211 D and / or matches one of those in SEQ ID NO. 3 or SEQ ID NO. 5 specified nucleotide sequences. This correspondence relates to that, this Variants characterizing areas and particularly preferably on the complete sequences.
  • the protected area also includes, for example, those nucleic acids which code for proteolytically active insertion or fusion mutants.
  • the areas responsible for this activity can be fused with cellulose-binding domains or carry point mutations in catalytically inactive areas in order to enable the coupling of the derived protein to a polymer or to reduce its allergenicity.
  • Vectors form their own subject matter of the invention. These include vectors which contain one of the previously mentioned nucleic acid regions and in particular contain a nucleic acid region which codes for one of the above-mentioned proteins or derivatives.
  • vectors are suitably ligated in vectors.
  • vectors which are derived from bacterial plasmids, from viruses or from bacteriophages, or predominantly synthetic vectors. They form suitable starting points for molecular biological and biochemical investigations, the expression of the gene in question or the associated protein.
  • the vectors according to the invention are preferably cloning vectors which contain one of the previously mentioned nucleic acid regions and in particular contain a nucleic acid region which code for one of the above-mentioned proteins or derivatives.
  • cloning vectors are suitable for the molecular biological characterization of the gene in question.
  • they represent transportable and storable forms of the claimed nucleic acids and are also starting points for molecular biological techniques that are not bound to cells, such as, for example, the PCR or / n-w ⁇ ro mutagenesis method.
  • the vectors according to the invention are likewise preferably expression vectors which contain one of the previously mentioned nucleic acid regions and in particular contain a nucleic acid region which codes for one of the above-mentioned proteins or derivatives and enables its biosynthesis.
  • Such expression vectors are the basis for realizing the corresponding nucleic acids in biological production systems and thus producing the associated proteins.
  • Preferred embodiments of this subject matter of the invention are expression vectors which carry all the genetic elements necessary for expression, for example the natural promoter originally located in front of this gene or a promoter from another organism. These elements can be arranged, for example, in the form of a so-called expression cassette. They are particularly preferably matched to the selected expression system, in particular the host cell (see below).
  • Cells form a separate subject of the invention, which can be used in any form for the development, modification or production of proteins or derivatives according to the invention. These include in particular cells that contain one of the vectors referred to above or their characteristic regions, either in plasmid or in chromosomal localization.
  • They are preferably host cells which express one of the previously mentioned proteins or derivatives or can be stimulated to express them, in particular using one of the previously mentioned nucleic acid regions, very particularly using an previously mentioned expression vector.
  • the host cells that form the proteins enable their biotechnological production. For this, they must have received the gene in question, suitably via a vector, that is to say they have been transformed.
  • This vector or its characteristic areas can be present in the host cell extrachromosomally as a separate genetic element or can be integrated into a chromosome.
  • all organisms are suitable as host cells, that is to say prokaryotes, eukaryotes or cyanophyta.
  • host cells that are genetically easy to handle, for example in terms of transformation with the expression vector and its stable establishment, for example unicellular fungi or bacteria.
  • preferred host cells are characterized by good microbiological and biotechnological manageability. This applies, for example, to easy cultivation, high growth rates, low demands on fermentation media and good production and secretion rates for foreign proteins.
  • each protein according to the invention can be obtained from a large number of host organisms. Often the optimal expression systems for the individual case must be determined experimentally from the abundance of different systems available according to the prior art.
  • Preferred embodiments are those host cells whose activity can be regulated on the basis of corresponding genetic elements, for example by controlled addition of chemical compounds, by changing the cultivation conditions or depending on the respective cell density.
  • This controllable expression enables a very economical production of the proteins of interest.
  • the expression vector and host cell are suitably matched to one another, for example with regard to the genetic elements required for expression (ribosome binding site, promoters, terminators) or codon usage.
  • the latter can be optimized, for example, by replacing those codons in the gene which are only poorly translated by the host in question, with the same meaning in each case, by those which are more common for the respective host.
  • the host cell is characterized in that it is a bacterium, in particular one that secretes the protein formed into the surrounding medium.
  • bacteria are characterized by short generation times and low demands on the cultivation conditions. This allows inexpensive procedures to be established become. Bacteria in fermentation technology also have a wealth of experience. For a special production, gram-negative or gram-positive bacteria can be suitable for a variety of reasons, such as nutrient sources, product formation rate, time required, etc., which can be determined experimentally in individual cases.
  • Gram-negative bacteria such as E. coli
  • Gram-positive bacteria such as Bacilli
  • the application WO 01/81597 even discloses a method by which gram-negative bacteria also remove the expressed proteins.
  • Bacteria are preferred which are characterized in that they are gram-positive bacteria, in particular that they belong to the genus Bacillus, very particularly the species Bacillus lentus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis or Bacillus alcalophilus.
  • Bacillus lentus particularly ⁇ . lentus DSM 5483 itself to express (homologously) proteins according to the invention.
  • heterologous expression is preferred.
  • bacteria of the Bacillus genus are preferred because they are best characterized in terms of production technology among the gram-positive bacteria. These include in particular those of the species Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis or other species or strains of Bacillus alcalophilus. Because these species related to Bacillus lentus have a similar codon usage and form comparable subtilisins themselves, so they naturally have a correspondingly aligned synthesis apparatus.
  • a further advantage can be that a mixture of proteins according to the invention with the subtilisins formed endogenously by the host strains can be obtained via this method.
  • host cells which are characterized in that they are eukaryotic cells, in particular those which modify the protein formed post-translationally.
  • Suitable eukaryotes are fungi such as Actinomycetes or yeasts such as Saccharomyces or Kluyveromyces.
  • the modifications that such systems carry out particularly in connection with protein synthesis include, for example, the binding of low molecular weight compounds such as membrane anchors or oligosaccharides. Such oligosaccharide modifications may be desirable, for example, to reduce allergenicity.
  • a separate subject of the invention are processes for the production of a proteolytic enzyme or derivative according to the invention.
  • Methods are therefore claimed for the production of a proteolytic enzyme or derivative described above using a nucleic acid described above and / or using a vector referred to above and / or using one of the host cells referred to above.
  • oligopeptides and oligonucleotides up to the complete genes and proteins can be synthesized according to known molecular biological methods.
  • other natural producers of subtilisins can also be isolated, whose subtilisin sequences are determined and further developed in accordance with the specifications made here.
  • Such bacterial species can also be cultivated and used for corresponding manufacturing processes.
  • new expression vectors can be developed along the lines of the vectors disclosed, for example, in application WO 91/02792.
  • Embodiments of the present invention can also be cell-free on the basis of the associated nucleic acid sequences Expression systems in which protein biosynthesis is reproduced in vitro. All of the elements already explained above can also be combined to form new methods for producing proteins according to the invention. A large number of possible combinations of process steps is conceivable for each protein according to the invention, so that optimal processes must be determined experimentally for each specific individual case.
  • Agents with a proteolytic enzyme according to the invention described above are a separate subject of the invention.
  • they are detergents or cleaning agents, very particularly in an amount of 2 ⁇ g to 20 mg per g of the agent.
  • enzymes according to the invention depend on the fact that the functional enzyme is used in a corresponding medium.
  • the microbiological possible uses require agents in which the enzyme is usually brought together with the necessary reaction partners or cofactors in the form of highly pure preparations.
  • Agents for the treatment of raw materials or cosmetic preparations are also characterized by specific recipes. According to the invention, all of these formulations are to be understood as agents with the enzyme according to the invention.
  • detergents or cleaning agents are included in this subject matter of the invention. Because, as shown in the exemplary embodiments of the present application, it was surprisingly found that a subtilisin variant with an exchange in position 61 (numbering according to the B.
  • Agents with the variants described above are preferred accordingly. These include in particular those with the ß. fenfr / s alkaline protease variants S3T ⁇ / 4I / G61A ⁇ / 199I and S3T ⁇ 4I / G61A / V199I / L211 D, as well as with the molecules derived from them.
  • This subject of the invention includes all conceivable types of cleaning agent, both concentrates and agents to be used undiluted; for use on a commercial scale, in the washing machine or for hand washing or cleaning.
  • cleaning agent include, for example, detergents for textiles, carpets or natural fibers, for which the term detergent is used according to the present invention.
  • detergents for textiles, carpets or natural fibers for which the term detergent is used according to the present invention.
  • Any type of cleaning agent represents an embodiment of the present invention, provided that it is enriched with a protein according to the invention.
  • Embodiments of the present invention include all forms of administration of the agents according to the invention that are established according to the prior art and / or all expedient forms. These include, for example, solid, powder, liquid, gel or pasty agents, possibly also in several phases, compressed or not compressed; this also includes, for example: extrudates, granules, tablets or pouches, both in large containers and packaged in portions.
  • Agents according to the invention contain enzymes according to the invention in an amount of from 2 ⁇ g to 20 mg and increasingly preferably from 5 ⁇ g to 17.5 mg, from 20 ⁇ g to 15 mg, from 50 ⁇ g to 10 mg, from 100 ⁇ g to 7.5 mg, from 200 ug to 5 mg and from 500 ug to 1 mg per gram of the composition. This results in from 40 ⁇ g to 4 g and increasingly preferably from 50 ⁇ g to 3 g, from 100 ⁇ g to 2 g, from 200 ⁇ g to 1 g and particularly preferably from 400 ⁇ g to 400 mg per application.
  • an agent according to the invention optionally contains further ingredients such as surfactants, e.g. B. nonionic, anionic and / or amphoteric surfactants, and / or bleaching agents, and / or builders, and optionally other conventional ingredients.
  • surfactants e.g. B. nonionic, anionic and / or amphoteric surfactants, and / or bleaching agents, and / or builders, and optionally other conventional ingredients.
  • the nonionic surfactants used are preferably alkoxylated, advantageously ethoxylated, in particular primary alcohols having preferably 8 to 18 carbon atoms and an average of 1 to 12 moles of ethylene oxide (EO) per mole of alcohol, in which the alcohol radical can be linear or preferably methyl-branched in the 2-position , or can contain linear and methyl-branched radicals in the mixture, as are usually present in oxo alcohol radicals.
  • EO ethylene oxide
  • alcohol ethoxylates with linear residues of alcohols of native origin with 12 to 18 carbon atoms, for example from coconut, palm, tallow or oleyl alcohol, and an average of 2 to 8 EO per mole of alcohol are particularly preferred.
  • the preferred ethoxylated alcohols include, for example, C 12-14 alcohols with 3 EO or 4 EO, with 7 EO, C 13-15 alcohols with 3 EO, 5 EO, 7 EO or 8 EO, C 12-18 alcohols with 3 EO, 5 EO or 7 EO and mixtures of these, such as mixtures of C 12- ⁇ -A! Alcohol with 3 EO and C 12-18 -alcohol with 5 EO.
  • the degrees of ethoxylation given represent statistical averages, which can be an integer or a fraction for a specific product.
  • Preferred alcohol ethoxylates have a narrow homolog distribution (narrow range ethoxylates, NRE).
  • fatty alcohols with more than 12 EO can also be used. Examples of this are tallow fatty alcohol with 14 EO, 25 EO, 30 EO or 40 EO.
  • nonionic surfactants which are used either as the sole nonionic surfactant or in combination with other nonionic surfactants, are alkoxylated, preferably ethoxylated or ethoxylated and propoxylated, fatty acid alkyl esters, preferably with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain, in particular fatty acid methyl ester.
  • alkyl polyglycosides Another class of nonionic surfactants that can advantageously be used are the alkyl polyglycosides (APG).
  • Alkypolyglycosides that can be used satisfy the general formula RO (G) z , in which R is a linear or branched, in particular methyl-branched, saturated or unsaturated, aliphatic radical having 8 to 22, preferably 12 to 18, C atoms and G is the symbol is that for one Glycose unit with 5 or 6 carbon atoms, preferably for glucose.
  • the degree of glycosylation z is between 1.0 and 4.0, preferably between 1.0 and 2.0 and in particular between 1.1 and 1.4.
  • Linear alkyl polyglucosides, ie alkyl polyglycosides, in which the polyglycosyl radical is a glucose radical and the alkyl radical is an n-alkyl radical are preferably used.
  • Nonionic surfactants of the amine oxide type for example N-coconut alkyl-N, N-dimethylamine oxide and N-tallow alkyl-N, N-dihydroxyethylamine oxide, and the fatty acid alkanolamides can also be suitable.
  • the proportion of these nonionic surfactants is preferably not above that of the ethoxylated fatty alcohols, in particular not more than half of them.
  • surfactants are polyhydroxy fatty acid amides of the formula (II),
  • RCO stands for an aliphatic acyl radical with 6 to 22 carbon atoms
  • R ⁇ for hydrogen, an alkyl or hydroxyalkyl radical with 1 to 4 carbon atoms
  • [Z] for a linear or branched polyhydroxyalkyl radical with 3 to 10 carbon atoms and 3 to 10 hydroxyl groups.
  • the polyhydroxy fatty acid amides are known substances which can usually be obtained by reductive amination of a reducing sugar with ammonia, an alkylamine or an alkanolamine and subsequent acylation with a fatty acid, a fatty acid alkyl ester or a fatty acid chloride.
  • the group of polyhydroxy fatty acid amides also includes compounds of the formula (III)
  • R represents a linear or branched alkyl or alkenyl radical having 7 to 12 carbon atoms
  • R 1 represents a linear, branched or cyclic alkyl radical or an aryl radical having 2 to 8 carbon atoms
  • R 2 represents a linear, branched or cyclic alkyl radical or an aryl radical or an oxyalkyl radical with 1 to 8 Carbon atoms
  • C 1-4 alkyl or phenyl radicals are preferred
  • [Z] stands for a linear polyhydroxyalkyl radical whose alkyl chain is substituted with at least two hydroxyl groups, or alkoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated derivatives of this radical.
  • [Z] is preferably obtained by reductive amination of a reducing sugar, for example glucose, fructose, maltose, lactose, galactose, mannose or xylose.
  • a reducing sugar for example glucose, fructose, maltose, lactose, galactose, mannose or xylose.
  • the N-alkoxy- or N-aryloxy-substituted compounds can, for example, be converted into the desired polyhydroxy fatty acid amides by reaction with fatty acid methyl esters in the presence of an alkoxide as catalyst.
  • Anionic surfactants used are, for example, those of the sulfonate and sulfate type.
  • the surfactants of the sulfonate type are preferably C 9-13 -alkylbenzenesulfonates, olefin sulfonates, that is to say mixtures of alkene and hydroxyalkanesulfonates and disulfonates such as are obtained, for example, from C 12-18 monoolefins having a terminal or internal double bond by sulfonating with gaseous Sulfur trioxide and subsequent alkaline or acidic hydrolysis of the sulfonation products is considered.
  • Alkanesulfonates which are derived from C 12 are also suitable.
  • esters of sulfo fatty acids for example the ⁇ -sulfonated methyl esters of hydrogenated coconut, palm kernel or tallow fatty acids, are also suitable.
  • Suitable anionic surfactants are sulfonated fatty acid glycerol esters.
  • Fatty acid glycerol esters are to be understood as meaning the mono-, di- and triesters and their mixtures as obtained in the production by esterification of a monoglycerol with 1 to 3 moles of fatty acid or in the transesterification of triglycerides with 0.3 to 2 moles of glycerol.
  • Preferred sulfonated fatty acid glycerol esters are the sulfonation products of saturated fatty acids having 6 to 22 carbon atoms, for example caproic acid, caprylic acid, capric acid, myristic acid, lauric acid, palmitic acid, stearic acid or behenic acid.
  • the alk (en) yl sulfates are the alkali and in particular the sodium salts of the sulfuric acid half esters of C 12 -C 18 fatty alcohols, for example from coconut oil alcohol, tallow fatty alcohol, lauryl, myristyl, cetyl or stearyl alcohol or the C 0 -C 20 - Oxo alcohols and those half esters of secondary alcohols of this chain length are preferred. Also preferred are alk (en) yl sulfates of the chain length mentioned which contain a synthetic, straight-chain alkyl radical prepared on a petrochemical basis and which have a degradation behavior analogous to that of the adequate compounds based on oleochemical raw materials.
  • C 12 -C 16 alkyl sulfates and C 12 -C 15 alkyl sulfates as well as C 14 -C 15 alkyl sulfates are preferred from the point of view of washing technology.
  • 2,3-Alkyl sulfates are also suitable anionic surfactants.
  • the Schwefelkladmonoester the ethoxylated with 1 to 6 moles of ethylene oxide chain or branched C -21 alcohols such as 2-methyl-branched C9-11 alcohols containing on average 3.5 mol ethylene oxide (EO) or C ⁇ 12- 8 - Fatty alcohols with 1 to 4 EO are suitable. Because of their high foaming behavior, they are used in cleaning agents only in relatively small amounts, for example in amounts up to 5% by weight, usually from 1 to 5% by weight.
  • Suitable anionic surfactants are also the salts of alkylsulfosuccinic acid, which are also referred to as sulfosuccinates or as sulfosuccinic acid esters and which are monoesters and / or diesters of sulfosuccinic acid with alcohols, preferably fatty alcohols and especially ethoxylated fatty alcohols.
  • alcohols preferably fatty alcohols and especially ethoxylated fatty alcohols.
  • Preferred sulfosuccinates contain C 8-18 fatty alcohol residues or mixtures thereof.
  • Particularly preferred sulfosuccinates contain a fatty alcohol residue which is derived from ethoxylated fatty alcohols, which in themselves are nonionic surfactants (description see above).
  • alk (en) ylsuccinic acid with preferably 8 to 18 carbon atoms in the alk (en) yl chain or salts thereof.
  • Soaps are particularly suitable as further anionic surfactants.
  • Saturated fatty acid soaps are suitable, such as the salts of lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, hydrogenated erucic acid and behenic acid, and in particular soap mixtures derived from natural fatty acids, for example coconut, palm kernel or tallow fatty acids.
  • the anionic surfactants, including the soaps can be in the form of their sodium, potassium or ammonium salts and also as soluble salts of organic bases, such as mono-, di- or triethanolamine.
  • the anionic surfactants are preferably in the form of their sodium or potassium salts, in particular in the form of the sodium salts.
  • the total amount of the surfactants in the cleaning or washing agents according to the invention is preferably from 5% by weight to 50% by weight, in particular from 8% by weight to 30% by weight, based on the finished agent ,
  • Agents according to the invention can contain bleaching agents.
  • bleaching agents Among the compounds which serve as bleaching agents and supply H 2 O 2 in water, sodium percarbonate, sodium perborate tetrahydrate and sodium perborate monohydrate are of particular importance.
  • Further usable bleaching agents are, for example, peroxopyrophosphates, citrate perhydrates and H 2 O 2 -producing peracidic salts or peracids, such as persulfates or persulfuric acid.
  • the urea peroxohydrate percarbamide can also be used, which can be described by the formula H 2 N-CO-NH 2 ⁇ 2 O 2 .
  • the agents for cleaning hard surfaces when using the agents for cleaning hard surfaces, for example in automatic dishwashing, they can, if desired, also contain bleaching agents from the group of organic bleaching agents, although their use is in principle also possible for agents for textile washing.
  • Typical organic bleaching agents are the diacyl peroxides, such as dibenzoyl peroxide.
  • Other typical organic bleaching agents are peroxy acids, examples of which include alkyl peroxy acids and aryl peroxy acids.
  • Preferred representatives are the peroxybenzoic acid and its ring-substituted derivatives, such as alkylperoxybenzoic acids, but also peroxy- ⁇ -naphthoic acid and magnesium monoperphthalate, the aliphatic or substituted aliphatic peroxyacids, such as peroxylauric acid, peroxystearic acid, ⁇ -phthalimidoperoxycaproic acid, pamidocarboxyacid, phthalimidoproacid, N-nonenylamide operadipic acid and N-nonenylamidopersuccinate, and aliphatic and araliphatic peroxydicarboxylic acids, such as 1, 12-diperoxycarboxylic acid, 1, 9-diperoxyazelaic acid, diperoxysebacic acid, di-peroxybrassyl acid, the diperoxyphthalic acid, n-4-decanoic acid, 2-decanoic acid, 2-decanoic acid Terephthaloyl-d
  • the agents can also contain bleach activators.
  • Bleach activators which can be used are compounds which, under perhydrolysis conditions, give aliphatic peroxocarboxylic acids having preferably 1 to 10 C atoms, in particular 2 to 4 C atoms, and / or optionally substituted perbenzoic acid. Suitable substances are those which carry O- and / or N-acyl groups of the number of carbon atoms mentioned and / or optionally substituted benzoyl groups.
  • acylated alkylenediamines in particular tetraacetylethylene diamine (TAED), acylated triazine derivatives, in particular 1,5-diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1,3,5-triazine (DADHT), acylated glycolurils, in particular 1,3,4,6 are preferred -Tetraacetylglycoluril (TAGU), N-acylimides, especially N-nonanoyl-succinimide (NOSI), acylated phenolsulfonates, especially ⁇ -nonanoyl- or isononanoyloxybenzenesulfonate (n- or iso-NOBS), acylated hydroxycarboxylic acids (such as triethyl carbonic acids), such as triethyl carboxylic acids, such as triethyl carbonate ), Carboxylic anhydrides, especially phthalic anhydride, isatoic
  • hydrophilically substituted acylacetals known from German patent application DE 196 16769 and the acyl lactams described in German patent application DE 196 16 770 and international patent application WO 95/14075 are also preferred used.
  • the combinations of conventional bleach activators known from German patent application DE 4443 177 can also be used.
  • Nitrile derivatives such as cyanopyridines, nitrile quats, for example N-alkylammonium acetonitrile, and / or cyanamide derivatives can also be used.
  • Preferred bleach activators are sodium-4- (octanoyloxy) benzenesulfonate, n-nonanoyl or isononanoyloxybenzenesulfonate (n- or iso-NOBS), Undecenoyl- oxybenzenesulfonate (UDOBS), Natriumdodecanoyloxybenzolsulfonat (DOBS), decanoyl oxybenzoic acid (DOBA, OBC 10) and / or dodecanoyloxybenzenesulfonate (OBS 12), and N-methylmorpholinum acetonitrile (MMA).
  • Bleach activators of this type can be used in the customary quantity range from 0.01 to 20% by weight, preferably in amounts from 0.1 to 15% by weight, in particular 1% by weight to 10% by weight, based on the total composition. be included.
  • bleach catalysts can also be included.
  • These substances are bleach-enhancing transition metal salts or transition metal complexes such as, for example, Mn, Fe, Co, Ru or Mo salt complexes or carbonyl complexes.
  • Mn, Fe, Co, Ru, Mo, Ti, V and Cu complexes with N-containing tripod ligands as well as Co, Fe, Cu and Ru amine complexes are also suitable as bleaching catalysts.
  • preference is given to using those compounds which are described in DE 197 09 284 A1.
  • acetonitrile derivatives and, according to WO 99/63041 bleach-activating transition metal complex compounds in combination with amylases are also able to develop a bleach-activating effect.
  • Agents according to the invention generally contain one or more builders, in particular zeolites, silicates, carbonates, organic cobuilders and - where there are no ecological reasons not to use them - the phosphates.
  • builders in particular zeolites, silicates, carbonates, organic cobuilders and - where there are no ecological reasons not to use them - the phosphates.
  • the latter are builders to be used particularly in cleaning agents for automatic dishwashing.
  • NaMSi x O 2x + 1 -yH 2 O where M is sodium or hydrogen, x is a number from 1.6 to 4, preferably 1.9 to 4.0 and y is a number from 0 to 20 and preferred values for x 2, 3 or 4.
  • crystalline layered silicates are described, for example, in European patent application EP 0 164 514.
  • Preferred crystalline Layered silicates of the formula given are those in which M is sodium and x is 2 or 3.
  • Na 2 Si 2 O 5 -yH 2 O is preferred.
  • Such compounds are commercially available, for example, under the name SKS® (from Clariant). This is how SKS-
  • NaHSi 2 O 5 yH 2 O commercially available under the names SKS-9 ® and SKS-10 ® (from Clariant). It can also be advantageous to use chemical modifications of these layered silicates.
  • the alkalinity of the layered silicates can be suitably influenced.
  • Layered silicates doped with phosphate or carbonate have changed crystal morphologies compared to ⁇ -sodium disilicate, dissolve faster and show an increased calcium binding capacity compared to ⁇ -sodium disilicate.
  • Layer silicates are of the general empirical formula x Na 2 O «y SiO 2 • z P 2 O 5 , in which the ratio x to y is a number from 0.35 to 0.6, the ratio x to z is a number from 1.75 to 1200 and the ratio y to z correspond to a number from 4 to 2800, described in patent application DE 19601 063.
  • the solubility of the layer silicates can also be increased by using particularly finely divided layer silicates. Compounds made from crystalline layered silicates with other ingredients can also be used.
  • the delay in dissolution compared to conventional amorphous sodium silicates can be caused in various ways, for example by surface treatment, compounding, compacting / compression or by overdrying.
  • the term “amorphous” is also understood to mean “X-ray amorphous”.
  • the silicates are not sharp in X-ray diffraction experiments X-ray reflections, as are typical for crystalline substances, provide at most one or more maxima of the scattered X-rays, which have a width of several degree units of the diffraction angle. However, it can very well lead to particularly good builder properties if the silicate particles deliver washed-out or even sharp diffraction maxima in electron diffraction experiments. This is to be interpreted as meaning that the products have microcrystalline areas of size 10 to a few hundred nm, values up to max. 50 nm and in particular up to max. 20 nm are preferred. Compacted / compacted amorphous silicates, compounded amorphous silicates and over-dried X-ray amorphous silicates are particularly preferred.
  • An optionally usable, finely crystalline, synthetic and bound water-containing zeolite is preferably zeolite A and / or P.
  • zeolite P zeolite MAP® (commercial product from Crosfield) is particularly preferred.
  • zeolite X and mixtures of A, X and / or P are also suitable.
  • Commercially available and can preferably be used in the context of the present invention for example a co-crystallizate of zeolite X and zeolite A (about 80% by weight of zeolite X) ), which is sold by CONDEA Augusta SpA under the brand name VEGOBOND AX ® and by the formula
  • Suitable zeolites have an average particle size of less than 10 ⁇ m (volume distribution; measurement method: Coulter Counter) and preferably contain 18 to 22% by weight, in particular 20 to 22% by weight, of bound water.
  • alkali metal phosphates are the general term for the alkali metal (especially sodium and potassium) salts of the various phosphoric acids, in which one can distinguish between metaphosphoric acids (HPO 3 ) n and orthophosphoric acid H PO 4 in addition to higher molecular weight representatives.
  • the phosphates combine several advantages: they act as alkali carriers, prevent limescale deposits on machine parts or lime incrustations in tissues and also contribute to cleaning performance.
  • Sodium dihydrogen phosphate, NaH 2 PO exists as a dihydrate (density 1.91, preferably “3 , melting point 60 °) and as a monohydrate (density 2.04, preferably " 3 ). Both salts are white, water-soluble powders, which lose water of crystallization when heated and at 200 ° C into the weakly acidic diphosphate (disodium hydrogen diphosphate, Na 2 H 2 P 2 O 7 ), at higher temperature in sodium trimetaphosphate (Na 3 P 3 O 9 ) and Maddrell's salt (see below).
  • NaH 2 PO 4 is acidic; it occurs when phosphoric acid is adjusted to a pH of 4.5 with sodium hydroxide solution and the mash is sprayed.
  • Potassium dihydrogen phosphate (primary or monobasic potassium phosphate, potassium biphosphate, KDP), KH 2 PO 4 , is a white salt with a density of 2.33 "3 , has a melting point of 253 ° C [decomposition to form potassium polyphosphate (KPO 3 ) x ] and is easily soluble in water.
  • Disodium hydrogen phosphate (secondary sodium phosphate), Na 2 HPO, is a colorless, very easily water-soluble crystalline salt. It exists anhydrous and with 2 mol. (Density 2.066 gladly “3 , water loss at 95 °), 7 mol. (Density 1, 68 gladly '3 , melting point 48 ° C with loss of 5 H 2 O) and 12 mol. Water (Density 1, 52 like "3 , melting point 35 ° C with loss of 5 H 2 O), becomes anhydrous at 100 ° C and changes to diphosphate Na 4 P 2 O 7 when heated more. Disodium hydrogen phosphate is prepared by neutralizing phosphoric acid with soda solution using phenolphthalein as an indicator. Dipotassium hydrogen phosphate (secondary or dibasic potassium phosphate), K 2 HPO 4 , is an amorphous, white salt that is easily soluble in water.
  • Trisodium phosphate, tertiary sodium phosphate, Na 3 PO 4 are colorless crystals, which like dodecahydrate have a density of 1.62 "3 and a melting point of 73-76 ° C (decomposition), as decahydrate (corresponding to 19-20% P 2 O 5 ) have a melting point of 100 ° C. and, in anhydrous form (corresponding to 39-40% P 2 O 5 ), a density of 2.536 ′′ 3 .
  • Trisodium phosphate is light in alkaline reaction water soluble and is prepared by evaporating a solution of exactly 1 mol of disodium phosphate and 1 mol of NaOH.
  • Tripotassium phosphate (tertiary or triphase potassium phosphate), K 3 PO 4 , is a white, deliquescent, granular powder with a density of 2.56 "3 , has a melting point of 1340 ° and is readily soluble in water with an alkaline reaction. It is formed, for example when heating Thomas slag with coal and potassium sulfate Despite the higher price, the more soluble, therefore highly effective, potassium phosphates are often preferred over corresponding sodium compounds in the cleaning agent industry.
  • Tetrasodium diphosphate (sodium pyrophosphate), Na 4 P 2 O 7 , exists in anhydrous form (density 2.534 like “3 , melting point 988 ° C, also given 880 ° C) and as decahydrate (density 1, 815-1, 836 like " 3 , Melting point 94 ° C with loss of water). Both substances are colorless crystals that are soluble in water with an alkaline reaction.
  • Na 4 P 2 O 7 is formed by heating disodium phosphate to> 200 ° C or by reacting phosphoric acid with soda in a stoichiometric ratio and dewatering the solution by spraying.
  • the decahydrate complexes heavy metal salts and hardness formers and therefore reduces the hardness of the water.
  • Potassium diphosphate potassium pyrophosphate
  • K 4 P 2 O 7 exists in the form of the trihydrate and is a colorless, hygroscopic powder with a density of 2.33 "3 , which is soluble in water, the pH value being 1% Solution at 25 ° C is 10.4.
  • Condensation of the NaH 2 PO or the KH 2 PO 4 produces higher molecular weight sodium and potassium phosphates, in which one can distinguish cyclic representatives, the sodium or potassium metaphosphates and chain-like types, the sodium or potassium polyphosphates.
  • a large number of terms are used in particular for the latter: melt or glow phosphates, Graham's salt, Kurrol's and Maddrell's salt. All higher sodium and potassium phosphates are collectively referred to as condensed phosphates.
  • pentasodium triphosphate Na 5 P 3 O 10 (sodium tripolyphosphate)
  • sodium tripolyphosphate sodium tripolyphosphate
  • n 3
  • About 17 g of the salt free of water of crystallization dissolve in 100 g of water at room temperature, about 20 g at 60 ° C and about 32 g at 100 ° C; After heating the solution at 100 ° C. for two hours, hydrolysis produces about 8% orthophosphate and 15% diphosphate.
  • pentasodium triphosphate phosphoric acid is reacted with sodium carbonate solution or sodium hydroxide solution in a stoichiometric ratio and the solution is dewatered by spraying. Similar to Graham's salt and sodium diphosphate, pentasodium triphosphate dissolves many insoluble metal compounds (including lime soaps, etc.).
  • Pentapotassium triphosphate, K 5 P 3 O 10 potassium tripolyphosphate
  • K 5 P 3 O 10 potassium tripolyphosphate
  • the potassium polyphosphates are widely used in the detergent and cleaning agent industry. There are also sodium potassium tripolyphosphates which can also be used in the context of the present invention. These occur, for example, when hydrolysing sodium trimetaphosphate with KOH:
  • these can be used just like sodium tripolyphosphate, potassium tripolyphosphate or mixtures of these two; Mixtures of sodium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate or mixtures of potassium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate or mixtures of sodium tripolyphosphate and potassium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate can also be used according to the invention.
  • Organic cobuilders which can be used in the washing and cleaning agents according to the invention are, in particular, polycarboxylates or polycarboxylic acids, polymeric polycarboxylates, polyaspartic acid, polyacetals, optionally oxidized dextrins, further organic cobuilders (see below) and phosphonates. These classes of substances are described below.
  • Usable organic builders are, for example, the polycarboxylic acids which can be used in the form of their sodium salts, polycarboxylic acids being understood to mean those carboxylic acids which carry more than one acid function.
  • these are citric acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, malic acid, tartaric acid, maleic acid, fumaric acid, sugar acids, aminocarboxylic acids, nitrilotriacetic acid (NTA), as long as such use cannot be avoided for ecological reasons, and mixtures of these.
  • Preferred salts are the salts of polycarboxylic acids such as citric acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, tartaric acid, sugar acids and mixtures of these.
  • the acids themselves can also be used. In addition to their builder effect, they typically also have the property of an acidifying component and thus also serve to set a lower and milder pH of detergents or cleaning agents, unless the pH resulting from the mixture of the other components is desired.
  • system-friendly and environmentally compatible acids such as citric acid, acetic acid, tartaric acid, malic acid, lactic acid, glycolic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, gluconic acid and any mixtures thereof can be mentioned.
  • Mineral acids, in particular sulfuric acid or bases, in particular ammonium or alkali metal hydroxides, can also serve as pH regulators. Such regulators are contained in the inventive compositions in amounts of preferably not more than 20% by weight, in particular from 1.2% by weight to 17% by weight.
  • Polymeric polycarboxylates are also suitable as builders, for example the alkali metal salts of polyacrylic acid or polymethacrylic acid, for example those with a relative molecular weight of 500 to 70,000 g / mol.
  • the molecular weights given for polymeric polycarboxylates are weight-average molecular weights M w of the particular acid form, which were determined in principle by means of gel permeation chromatography (GPC), using a UV detector. The measurement was made against an external polyacrylic acid standard, which provides realistic molecular weight values due to its structural relationship to the polymers investigated. This information differs significantly from the molecular weight information for which polystyrene sulfonic acids are used as standard. The molecular weights measured against polystyrene sulfonic acids are generally significantly higher than the molecular weights given in this document.
  • Suitable polymers are, in particular, polyacrylates, which preferably have a molecular weight of 2,000 to 20,000 g / mol. Because of their superior solubility, the short-chain polyacrylates with molecular weights of 2,000 to 10,000 g / mol, and particularly preferably 3,000 to 5,000 g / mol, can in turn be preferred from this group. Also suitable are copolymeric polycarboxylates, in particular those of acrylic acid with methacrylic acid and of acrylic acid or methacrylic acid with maleic acid. Copolymers of acrylic acid with maleic acid which contain 50 to 90% by weight of acrylic acid and 50 to 10% by weight of maleic acid have proven to be particularly suitable.
  • the (co) polymeric polycarboxylates can be used either as a powder or as an aqueous solution.
  • the content of (co) polymeric polycarboxylates in the agents can be from 0.5 to 20% by weight, in particular 1 to 10% by weight.
  • the polymers can also contain allylsulfonic acids, such as, for example, allyloxybenzenesulfonic acid and methallylsulfonic acid, as monomers.
  • allylsulfonic acids such as, for example, allyloxybenzenesulfonic acid and methallylsulfonic acid, as monomers.
  • biodegradable polymers composed of more than two different monomer units, for example those which contain salts of acrylic acid and maleic acid as well as vinyl alcohol or vinyl alcohol derivatives as monomers or those which contain salts of acrylic acid and 2-alkylallylsulfonic acid and sugar derivatives as monomers.
  • copolymers are those which preferably have acrolein and acrylic acid / acrylic acid salts or acrolein and vinyl acetate as monomers.
  • builder substances are polymeric aminodicarboxylic acids, their salts or their precursor substances.
  • Polyaspartic acids or their salts and derivatives are particularly preferred.
  • Suitable builder substances are polyacetals, which can be obtained by reacting dialdehydes with polyolcarboxylic acids which have 5 to 7 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups.
  • Preferred polyacetals are obtained from dialdehydes such as glyoxal, glutaraldehyde, terephthalaldehyde and their mixtures and from polyol carboxylic acids such as gluconic acid and / or glucoheptonic acid.
  • Other suitable organic builder substances are dextrins, for example oligomers or polymers of carbohydrates, which can be obtained by partial hydrolysis of starches. The hydrolysis can be carried out by customary, for example acid or enzyme-catalyzed, processes.
  • DE dextrose equivalent
  • Both maltodextrins with a DE between 3 and 20 and dry glucose syrups with a DE between 20 and 37 as well as so-called yellow dextrins and white dextrins with higher molar masses in the range from 2,000 to 30,000 g / mol can be used.
  • oxidized derivatives of such dextrins are their reaction products with oxidizing agents which are capable of oxidizing at least one alcohol function of the saccharide ring to the carboxylic acid function.
  • oxidizing agents which are capable of oxidizing at least one alcohol function of the saccharide ring to the carboxylic acid function.
  • Particularly preferred organic builders for agents according to the invention are oxidized starches, or their derivatives from the applications EP 472 042, WO 97/25399, and EP 755 944.
  • Ethylene diamine N, N'-disuccinate (EDDS) is preferably used in the form of its sodium or magnesium salts.
  • Glycerol disuccinates and glycerol trisuccinates are also preferred in this connection.
  • Suitable amounts used in formulations containing zeolite, carbonate and / or silicate are between 3 and 15% by weight.
  • organic cobuilders are, for example, acetylated hydroxycarboxylic acids or their salts, which may also be in lactone form and which contain at least 4 carbon atoms and at least one hydroxyl group and a maximum of two acid groups.
  • phosphonates are, in particular, hydroxyalkane or aminoalkane phosphonates.
  • hydroxyalkane phosphonates the 1- Hydroxyethane-1, 1-diphosphonate (HEDP) of particular importance as a cobuilder.
  • HEDP 1- Hydroxyethane-1, 1-diphosphonate
  • Preferred aminoalkane phosphonates are ethylenediaminetetramethylenephosphonate (EDTMP), diethylenetriaminepentamethylenephosphonate (DTPMP) and their higher homologs. They are preferably in the form of the neutral sodium salts, e.g. B.
  • HEDP is preferably used as the builder from the class of the phosphonates.
  • the aminoalkanephosphonates also have a pronounced ability to bind heavy metals. Accordingly, it may be preferred, particularly if the agents also contain bleach, to use aminoalkanephosphonates, in particular DTPMP, or to use mixtures of the phosphonates mentioned.
  • Builder substances can optionally be present in the agents according to the invention in amounts of up to 90% by weight. They are preferably contained in amounts of up to 75% by weight. Detergents according to the invention have builder contents of in particular 5% by weight to 50% by weight. In agents according to the invention for cleaning hard surfaces, in particular for machine cleaning of dishes, the builder substance content is in particular 5% by weight to 88% by weight, with such agents preferably not using any water-insoluble builder materials.
  • agents according to the invention for in particular machine cleaning of dishes 20% by weight to 40% by weight of water-soluble organic builders, in particular alkali citrate, 5% by weight to 15% by weight of alkali carbonate and 20% by weight to Contain 40 wt .-% alkali disilicate.
  • Solvents that can be used in the liquid to gel compositions of detergents and cleaning agents come, for example, from the group of mono- or polyhydric alcohols, alkanolamines or glycol ethers, provided that they are miscible with water in the concentration range indicated.
  • the solvents are preferably selected from ethanol, n- or i-propanol, butanols, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol propyl ether,
  • Ethylene glycol mono-n-butyl ether diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, Propylene glycol methyl, ethyl or propyl ether, dipropylene glycol monomethyl or ethyl ether, diisopropylene glycol monomethyl or ethyl ether, methoxy, ethoxy or butoxytriglycol, 1-butoxyethoxy-2-propanol, 3-methyl-3- methoxybutanol, propylene glycol t-butyl ether and mixtures of these solvents.
  • Solvents can be used in the liquid to gel detergents and cleaning agents according to the invention in amounts between 0.1 and 20% by weight, but preferably below 15% by weight and in particular below 10% by weight.
  • one or more thickeners or thickening systems can be added to the composition according to the invention.
  • These high-molecular substances which are also called swelling agents, usually absorb the liquids and swell in the process, in order to finally change into viscous real or colloidal solutions.
  • Suitable thickeners are inorganic or polymeric organic compounds.
  • the inorganic thickeners include, for example, polysilicic acids, clay minerals such as montmorillonites, zeolites, silicas and bentonites.
  • the organic thickeners come from the groups of natural polymers, modified natural polymers and fully synthetic polymers. Such polymers originating from nature are, for example, agar agar, carrageenan, tragacanth, acacia, alginates, pectins, polyoses, guar flour, locust bean gum, starch, dextrins, gelatin and casein.
  • Modified natural substances that are used as thickeners mainly come from the group of modified starches and celluloses.
  • Fully synthetic thickeners are polymers such as polyacrylic and polymethacrylic compounds, vinyl polymers, polycarboxylic acids, polyethers, polyimines, polyamides and polyurethanes.
  • the thickeners can be present in an amount of up to 5% by weight, preferably from 0.05 to 2% by weight, and particularly preferably from 0.1 to 1.5% by weight, based on the finished composition ,
  • the washing and cleaning agent according to the invention can optionally be further conventional ingredients such as sequestering agents, electrolytes and other auxiliaries, such as optical brighteners, graying inhibitors, silver corrosion inhibitors, color transfer inhibitors, foam inhibitors, abrasives, dyes and / or fragrances, and also contain microbial active ingredients and / or UV absorbers.
  • Textile detergents according to the invention can contain, as optical brighteners, derivatives of diaminostilbenedisulfonic acid or its alkali metal salts. Suitable are, for example, salts of 4,4'-bis (2-anilino-4-morpholino-1, 3,5-triazinyl-6-amino) stilbene-2,2'-disulfonic acid or compounds of similar structure which are used instead of morpholino Group carry a diethanolamino group, a methylamino group, an anilino group or a 2-methoxyethylamino group.
  • Brighteners of the substituted diphenylstyryl type can also be present, for example the alkali salts of 4,4'-bis (2-sulfostyryl) diphenyl, 4,4'-bis (4-chloro-3-sulfostyryl) diphenyl, or 4 - (4-chlorostyryl) -4 '- (2-sulfostyryl) diphenyl. Mixtures of the aforementioned optical brighteners can also be used.
  • Graying inhibitors have the task of keeping the dirt detached from the textile fibers suspended in the liquor.
  • Water-soluble colloids of mostly organic nature are suitable for this, for example starch, glue, gelatin, salts of ether carboxylic acids or ether sulfonic acids of starch or cellulose or salts of acidic sulfuric acid esters of cellulose or starch.
  • Water-soluble polyamides containing acidic groups are also suitable for this purpose.
  • Starch derivatives other than those mentioned above can also be used, for example aldehyde starches.
  • Cellulose ethers such as carboxymethyl cellulose (sodium salt), methyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose and mixed ethers such as methyl hydroxyethyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose, methyl carboxymethyl cellulose and mixtures thereof, for example in amounts of 0.1 to 5% by weight, based on the agent, are preferably used.
  • silver corrosion inhibitors can be used in dishwashing detergents according to the invention.
  • dishwashing detergents Such are known from the prior art, for example benzotriazoles, iron (III) chloride or CoSO 4 .
  • silver corrosion inhibitors which are particularly suitable for use together with enzymes are manganese, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, cobalt or cerium salts and / or complexes in which the metals mentioned are in one of the oxidation states II, IM, IV, V or VI.
  • Examples of such compounds are MnSO 4 , V 2 O 5 , V 2 O 4 , VO 2 , TiOSO 4 , K 2 TiF 6 , K 2 ZrF 6 , Co (NO 3 ) 2 , Co (NO 3 ) 3 , and mixtures thereof.
  • Soil release agents or soil repellents are mostly polymers which, when used in a detergent, impart dirt-repellent properties to the laundry fiber and / or support the dirt-removing ability of the other detergent components. A comparable effect can also be observed when used in cleaning agents for hard surfaces.
  • Particularly effective and long-known soil release agents are copolyesters with dicarboxylic acid, alkylene glycol and polyalkylene glycol units.
  • examples of these are copolymers or mixed polymers of polyethylene terephthalate and polyoxyethylene glycol (DT 16 17 141, or DT 22 00911).
  • the German patent application DT 22 53 063 mentions acidic agents which contain, inter alia, a copolymer of a dibasic carboxylic acid and an alkylene or cycloalkylene polyglycol.
  • Polymers made from ethylene terephthalate and polyethylene oxide terephthalate and their use in detergents are described in German documents DE 28 57 292 and DE 33 24 258 and European patent EP 0 253 567.
  • European patent EP 066944 relates to agents which contain a copolyester of ethylene glycol, polyethylene glycol, aromatic dicarboxylic acid and sulfonated aromatic dicarboxylic acid in certain molar ratios.
  • European or European patent EP 0 185 427 discloses methyl or ethyl end-capped polyesters with ethylene and / or propylene terephthalate and polyethylene oxide terephthalate units and detergents which contain such a soil release polymer.
  • European patent EP 0 241 984 relates to a polyester which, in addition to oxyethylene groups and terephthalic acid units, also contains substituted ethylene units and glycerol units.
  • Polyesters are known from European patent EP 0 241 985 which, in addition to oxyethylene groups and terephthalic acid units, contain 1, 2-propylene, 1, 2-butylene and / or 3-methoxy-1, 2-propylene groups and glycerol units and are combined with C until C 4 alkyl groups are end group-capped.
  • European patent application EP 0 272033 discloses polyesters with poly-propylene terephthalate and polyoxyethylene terephthalate units which are end-capped by C 1-4 -alkyl or acyl radicals.
  • European patent EP 0274 907 describes sulfoethyl end-capped terephthalate-containing soil-release polyesters.
  • EP 0357 280 discloses sulfonation of unsaturated end groups in soil-release polyesters with terephthalate, alkylene glycol and poly-C 2 . 4 - Glycol units manufactured.
  • International patent application WO 95/32232 relates to acidic, aromatic dirt-releasing polyesters.
  • International polymer application WO 97/31085 discloses non-polymeric soil repellent active ingredients for materials made of cotton with several functional units: a first unit, which can be cationic, for example, is capable of adsorption onto the cotton surface by electrostatic interaction, and a second The unit, which is hydrophobic, is responsible for the active substance remaining at the water / cotton interface.
  • the dye transfer inhibitors that are suitable for use in textile detergents according to the invention include, in particular, polyvinylpyrrolidones, polyvinylimidazoles, polymeric N-oxides such as poly (vinylpyridine-N-oxide) and copolymers of vinylpyrrolidone with vinylimidazole.
  • foam inhibitors are, for example, soaps of natural or synthetic origin, which have a high proportion of C 18 -C 2 fatty acids.
  • Suitable non-surfactant-like foam inhibitors are, for example, organopolysiloxanes and their mixtures with microfine, optionally signed silica, and paraffins, waxes, microcrystalline waxes and their mixtures with signed silica or bistearylethylenediamide. Mixtures of different foam inhibitors are also used with advantages, for example those made of silicone, paraffins or waxes.
  • the foam inhibitors, in particular silicone and / or paraffin-containing foam inhibitors are preferably bound to a granular, water-soluble or dispersible carrier substance. Mixtures of paraffins and bistearylethylenediamides are particularly preferred.
  • a cleaning agent according to the invention for hard surfaces can also contain abrasive components, in particular from the group comprising quartz flours, wood flours, plastic flours, chalks and micro-glass balls and mixtures thereof.
  • Abrasives are preferably not contained in the cleaning agents according to the invention in excess of 20% by weight, in particular from 5% by weight to 15% by weight.
  • Dyes and fragrances are added to detergents and cleaning agents in order to improve the aesthetic impression of the products and, in addition to the washing and cleaning performance, to provide the consumer with a visually and sensorially "typical and distinctive" product.
  • Individual fragrance compounds for example the synthetic products of the ester, ether, aldehyde, ketone, alcohol and hydrocarbon type, can be used as perfume oils or fragrances.
  • Fragrance compounds of the ester type are, for example, benzyl acetate, phenoxyethyl isobutyrate, p-tert.-butylcyclohexyl acetate, linalyl acetate, dimethylbenzylcarbyl acetate, phenylethyl acetate, linalyl benzoate, benzyl formate, ethyl methylphenyl glycinate, allylcyclohexylpropylate propylate propionate.
  • the ethers include, for example, benzyl ethyl ether, the aldehydes, for example, the linear alkanals with 8-18 C atoms, citral, citronellal, citronellyloxyacetaldehyde, cyclamenaldehyde, hydroxycitronellal, lilial and bourgeonal, and the ketones, for example, the ionones, ⁇ -isomethylionone and methyl -cedryl ketone, the alcohols anethole, citronellol, eugenol, geraniol, linalool, phenylethyl alcohol and terpineol, the hydrocarbons mainly include the terpenes such as limonene and pinene.
  • perfume oils can also contain natural fragrance mixtures, such as are obtainable from plant sources, for example pine, citrus, jasmine, patchouly, rose or ylang-ylang oil.
  • natural fragrance mixtures such as are obtainable from plant sources, for example pine, citrus, jasmine, patchouly, rose or ylang-ylang oil.
  • the colorant content of detergents and cleaning agents is usually less than 0.01% by weight, while fragrances can make up up to 2% by weight of the entire formulation.
  • the fragrances can be incorporated directly into the detergents and cleaning agents, but it can also be advantageous to apply the fragrances to carriers, which increase the adhesion of the perfume to the items to be cleaned and ensure a long-lasting fragrance, especially of treated textiles, due to the slower release of the fragrance.
  • Cyclodextrins for example, have proven useful as such carrier materials, and the cyclodextrin-perfume complexes can additionally be coated with further auxiliaries.
  • a further preferred carrier for fragrances is the zeolite X described, which also contains fragrances instead of or in a mixture with surfactants can record. Preference is therefore given to detergents and cleaning agents which contain the zeolite X described and fragrances which are preferably at least partially absorbed on the zeolite.
  • Preferred dyes the selection of which is not difficult for the person skilled in the art, have a high storage stability and insensitivity to the other ingredients of the compositions and to light, and no pronounced substantivity towards textile fibers in order not to dye them.
  • detergents or cleaning agents can contain antimicrobial agents.
  • antimicrobial agents Depending on the antimicrobial spectrum and mechanism of action, a distinction is made between bacteriostatics and bactericides, fungistatics and fungicides etc.
  • Important substances from these groups are, for example, benzalkonium chlorides, alkylarylsulfonates, halophenols and phenol mercuric acetate.
  • antimicrobial activity and antimicrobial active substance have the customary meaning, as used, for example, by KH Wall conferencecher in "Practice of Sterilization, Disinfection - Preservation: Germ Identification - Industrial Hygiene" (5th ed.
  • Suitable antimicrobial agents are preferably selected from the groups of alcohols, amines, aldehydes, antimicrobial acids or their salts, carboxylic acid esters, acid amides, phenols, phenol derivatives, diphenyls, diphenylalkanes, Urea derivatives, oxygen, nitrogen acetals and formals, benzamidines, isothiazolines, phthalimide derivatives, pyridine derivatives, antimicrobial surface-active compounds, guanidines, antimicrobial amphoteric compounds, quinolines, 1, 2-dibromo-2,4-dicyanobutane, iodo-2- propyl-but yl-carbamate, iodine, iodophores, peroxo compounds, halogen compounds and any mixtures of the above.
  • the antimicrobial active ingredient can be selected from ethanol, n-propanol, i-propanol, 1, 3-butanediol, phenoxyethanol, 1, 2-propylene glycol, glycerin, undecylenic acid, benzoic acid, salicylic acid, dihydracetic acid, o-phenylphenol, N-methylmorpholine acetonitrile (MMA), 2-benzyl-4-chlorophenol, 2,2'-methylene-bis- (6-bromo-4-chlorophenol), 4,4'-dichloro-2'-hydroxydiphenyl ether (dichlosan), 2.4 , 4'-trichloro-2'-hydroxydiphenyl ether (trichlosan), chlorhexidine, N- (4-chlorophenyl) -N- (3,4-dichlorophenyl) urea, N, N '- (1, 10- decan-diyldi-1-pyridinyl-4-ylidene
  • Halogenated xylene and cresol derivatives such as p-chlorometacresol or p-chloro meta-xylene, as well as natural antimicrobial agents of plant origin (for example from spices or herbs), animal and microbial origin.
  • antimicrobial surface-active quaternary compounds a natural antimicrobial active ingredient of plant origin and / or a natural antimicrobial active ingredient of animal origin, most preferably at least one natural antimicrobial active ingredient of plant origin from the group comprising caffeine, theobromine and theophylline as well as essential oils such as eugenol, thymol and geraniol, and / or at least one natural antimicrobial active ingredient of animal origin from the group comprising enzymes such as protein from milk, lysozyme and lactoperoxidase, and / or at least one antimicrobial surface-active quaternary compound with an ammonium, sulfonium, phosphonium, iodonium - Or arsonium group, peroxo compounds and chlorine compounds are used.
  • Substances of microbial origin so-called bacteriocins, can also be used.
  • the quaternary ammonium compounds (QAV) suitable as antimicrobial active ingredients have the general formula (R 1 ) (R 2 ) (R 3 ) (R 4 ) N + X " , in which R 1 to R 4 have the same or different CC 22 alkyl radicals , C 7 -C 28 aralkyl radicals or heterocyclic radicals, two or, in the case of an aromatic integration, such as in pyridine, even three radicals together with the nitrogen atom forming the heterocycle, for example a pyridinium or imidazolinium compound, and X "represent halide ions, sulfate ions , Hydroxide ions or similar anions.
  • at least one of the residues preferably has a chain length of 8 to 18, in particular 12 to 16, carbon atoms.
  • QACs can be produced by reacting tertiary amines with alkylating agents, such as methyl chloride, benzyl chloride, dimethyl sulfate, dodecyl bromide, but also ethylene oxide.
  • alkylating agents such as methyl chloride, benzyl chloride, dimethyl sulfate, dodecyl bromide, but also ethylene oxide.
  • alkylating agents such as methyl chloride, benzyl chloride, dimethyl sulfate, dodecyl bromide, but also ethylene oxide.
  • alkylating agents such as methyl chloride, benzyl chloride, dimethyl sulfate, dodecyl bromide, but also ethylene oxide.
  • the alkylation of tertiary amines with a long alkyl radical and two methyl groups is particularly easy, and the quaternization of tertiary amines with two long radicals and one methyl group can also be carried
  • Suitable QAC are, for example, benzalkonium chloride (N-alkyl-N, N-dimethyl-benzylammonium chloride, CAS No. 8001-54-5), benzalkon B (/ r), p-dichlorobenzyldimethyl-C12- alkylammonium chloride, CAS No. 58390-78-6), benzoxonium chloride (benzyl-dodecyl-bis (2-hydroxyethyl) ammonium chloride), cetrimonium bromide (N-hexadecyl-N, N-trimethylammonium bromide, CAS No.
  • Benzetonium chloride N, N-dimethyl-N- [2- [2- [p- (1, 1, 3,3-tetramethylbutyl) phenoxy] ethoxy] ethyl] benzylammonium chloride, CAS No. 121-54-0
  • Dialkyldimethylammonium chloride such as di-n-decyl-dimethyl-ammonium chloride (CAS No. 7173-51-5-5), didecyldi-methylammonium bromide (CAS No. 2390-68-3), dioctyl-dimethyl-ammoniumchloric, 1- Cetylpyridinium chloride (CAS No.
  • QAV thiazoline iodide
  • Particularly preferred QAV are the benzalkonium chlorides with C 8 -C 18 -alkyl radicals, in particular C 12 -C 14 -alkyl-benzyl-dimethyl-ammonium chloride.
  • Benzalkonium halides and / or substituted benzalkonium halides are for example commercially available as Barquat ® ex Lonza, Marquat® ® ex Mason, Variquat ® ex Witco / Sherex and Hyamine ® ex Lonza and as Bardac ® ex Lonza.
  • N- (3-chloroallyl) hexaminium chloride such as Dowicide ® and Dowicil ® ex Dow
  • benzethonium chloride such as Hyamine ® 1622 ex Rohm & Haas
  • methylbenzethonium chloride such as Hyamine ® 10X ex Rohm & Haas
  • cetylpyridinium chloride such as Cepacolchlorid ex Merrell
  • the antimicrobial active ingredients are used in amounts of from 0.0001% by weight to 1% by weight, preferably from 0.001% by weight to 0.8% by weight, particularly preferably from 0.005% by weight to 0.3% by weight .-% and in particular from 0.01 to 0.2 wt .-% used.
  • the agents can contain UV absorbers (UV absorbers), which are absorbed onto the treated textiles and improve the lightfastness of the fibers and / or the lightfastness of other formulation components.
  • UV absorbers are organic substances (light protection filters) that are able to absorb ultraviolet rays and release the absorbed energy in the form of longer-wave radiation, for example heat.
  • Compounds which have these desired properties are, for example, the compounds and derivatives of benzophenone which are active by radiationless deactivation and have substituents in the 2- and / or 4-position.
  • Substituted benzotriazoles, phenyl-substituted acrylates (cinnamic acid derivatives, optionally with cyano groups in the 2-position), salicylates, organic Ni complexes are also substituted as well as natural substances such as umbelliferone and the body's own urocanoic acid.
  • the UV-B absorbers are: 3-benzylidene camphor or 3-benzylidene norcampher and its derivatives, for example 3- (4-methylbenzylidene) camphor, as described in EP 0693471 B1; 4-aminobenzoic acid derivatives, preferably 2-ethylhexyl 4- (dimethylamino) benzoate, 2-octyl 4- (dimethylamino) benzoate and 4-
  • esters of cinnamic acid preferably 2-ethylhexyl 4-methoxycinnamate, propyl 4-methoxycinnamate, isoamyl 4-methoxycinnamate, 2-ethylhexyl 2-cyano-3,3-phenylcinnamate (octocrylene);
  • Esters of salicylic acid preferably salicylic acid 2-ethylhexyl ester, salicylic acid 4-isopropylbenzyl ester, salicylic acid homomethyl ester;
  • benzophenone preferably 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-4'-methylbenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone; Esters of
  • Triazine derivatives such as, for example, 2,4,6-trianilino- (p-carbo-2'-ethyl-1'-hexyloxy) -1, 3,5-triazine and octyl triazone, as described in EP 0818450 A1 or dioctyl butamido Triazone (Uvasorb® HEB); Propane-1,3-diones such as 1- (4-tert-butylphenyl) -3- (4'methoxyphenyl) propane-1,3-dione; Ketotricyclo (5.2.1.0) decane derivatives, as described in EP 0694521 B1.
  • 2-phenylbenzimidazole-5-sulfonic acid and its alkali, alkaline earth, ammonium, alkylammonium, alkanolammonium and glucammonium salts Sulfonic acid derivatives of benzophenones, preferably 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid and its salts
  • Sulfonic acid derivatives of 3-benzylidene camphor such as 4- (2-oxo-3-bornylidene methyl) benzene sulfonic acid and 2-methyl-5- (2-oxo-3-bornylidene) sulfonic acid and their salts.
  • UV-A filters -4'-methoxydibenzoylmethane (Parsol 1789), 1-phenyl-3- (4'-isopropylphenyl) propan-1, 3-dione and enamine compounds as described in DE 19712033 A1 (BASF).
  • the UV-A and UV-B filters can of course also be used in mixtures.
  • insoluble light-protection pigments namely finely dispersed, preferably nanoized metal oxides or salts
  • suitable metal oxides are in particular zinc oxide and titanium dioxide and in addition oxides of iron, zirconium, silicon, manganese, aluminum and cerium as well as their mixtures.
  • Silicates (talc), barium sulfate or zinc stearate can be used as salts.
  • the oxides and salts are already used in the form of the pigments for skin-care and skin-protecting emulsions and decorative cosmetics.
  • the particles should have an average diameter of less than 100 nm, preferably between 5 and 50 nm and in particular between 15 and 30 nm.
  • the pigments can also be surface-treated, that is to say hydrophilized or hydrophobicized.
  • Typical examples are coated titanium dioxide, such as titanium dioxide T 805 (Degussa) or Eusolex® T2000 (Merck; silicones and particularly preferably trialkoxyoctylsilanes or simethicones are preferred as hydrophobic coating agents.
  • Micronized zinc oxide is preferably used.
  • Other suitable UV light protection filters are see the overview by P. Finkel in S ⁇ FW-Journal 122 (1996), p. 543.
  • the UV absorbers are usually used in amounts of from 0.01% by weight to 5% by weight, preferably from 0.03% by weight to 1% by weight.
  • washing or cleaning-active enzymes are also included in the ingredients customary for washing and cleaning agents.
  • detergents or cleaning agents which are characterized by additional enzymes in addition to a protein according to the invention are preferred embodiments of the present invention. These include, for example, other proteases, but also oxidoreductases, cutinases, esterases and / or hemicellulases, and particularly preferably lipases, Amylases, cellulases and / or ⁇ -glucanases.
  • Enzymes such as proteases, amylases, lipases or cellulases have been used as active components in detergents and cleaning agents for decades. Their respective contribution to the washing or cleaning performance of the agent in question is the ability to break down protein-containing impurities in the case of protease, the degradation of starch-containing impurities in the case of amylase and the fat-splitting activity in the case of lipase.
  • Cellulases are beyond their dirt-removing, that is, primary washing or cleaning performance, in particular because their contribution to the secondary washing performance of a detergent and because of their fiber effect on textiles preferably used in detergents.
  • the respective hydrolysis products are attacked, dissolved, emulsified or suspended by the other detergent or cleaning agent constituents or, due to their higher solubility, washed out with the washing liquor, so that, if possible, there are synergy effects between the enzymes and the other constituents.
  • Proteases can have an effect comparable to the contribution to the secondary washing performance of an agent by cellulase on natural fibers, in particular on wool or silk. Due to their effect on the surface structure of such fabrics, they can have a smoothing effect on the material and thus counteract felting.
  • Additional enzymes extend the cleaning performance of the corresponding agents by their specific enzymatic performance.
  • hemicellulases such as, for example, ⁇ -glucanases (WO 99/06515 A1 and WO 99/06516 A1)
  • oxidoreductases such as, for example, laccases (WO 00/39306 A2) or pectin-dissolving enzymes (WO 00/42145 A1), which in particular are used in special detergents.
  • Enzymes obtained from microorganisms are primarily suitable for use in agents according to the invention. They are obtained in a known manner by means of fermentation processes from suitable microorganisms, which are described, for example, in German patent applications DE 1940488 and DE 2121397, US patent specifications US 3623957, US 4264738, European patent application EP 006638 A2 and international patent application WO 91 / 02792 A1 are described.
  • a protein according to the invention and / or other proteins contained can be protected, particularly during storage, by stabilizers, for example, against denaturation, decay or inactivation, for example through physical influences, oxidation or proteolytic cleavage.
  • a group of stabilizers are reversible protease inhibitors which dissociate in the wash liquor when the agent is diluted.
  • Benzamidine hydrochloride and leupeptin are established for this purpose.
  • Borax, boric acids, boronic acids or their salts or esters are frequently used, including above all derivatives with aromatic groups, for example ortho-substituted in accordance with WO 95 / 12655A1, meta-substituted in accordance with WO 92/19707 A1 and para-substituted in accordance with the patent US 5972873 Phenylboronic acids, or their salts or esters.
  • the applications WO 98/13460 A1 and EP 583534 B1 disclose peptide aldehydes, that is to say oligopeptides with a reduced C terminus, specifically those of 2-50 monomers, for the reversible inhibition of detergent and cleaning agent proteases.
  • the peptidic reversible protease inhibitors include ovomucoid (WO 93/00418 A1).
  • the application WO 00/01826 A2 discloses specific, reversible peptide inhibitors for the protease subtilisin for use in agents containing proteases, and WO 00/01831 A2 corresponding fusion proteins of protease and inhibitor.
  • Further enzyme stabilizers are amino alcohols such as mono-, di-, triethanol- and - propanolamine and their mixtures, aliphatic carboxylic acids up to C 12 , as is known for example from the applications EP 378261 B1 and WO 97/05227 A1, such as succinic acid, other dicarboxylic acids or Salts of the acids mentioned.
  • the application DE 19650537 A1 discloses end group-capped fatty acid amide alkoxylates for this purpose.
  • Certain organic acids used as builders, as disclosed in WO 97/18287 A1 can additionally stabilize an enzyme contained.
  • Polyamide oligomers (WO 99/43780 A1) or polymeric compounds such as lignin (WO 97/00932 A1), water-soluble vinyl copolymers (EP 828762 B1) or, as disclosed in EP 702712 B1, cellulose ethers, acrylic polymers and / or polyamides stabilize the enzyme preparation against physical influences or pH fluctuations.
  • Polymers containing polyamine N-oxide (EP 587550 B1 and EP 581751 B1) act simultaneously as enzyme stabilizers and as Dye transfer inhibitors.
  • Other polymeric stabilizers are the linear C 8 -C 18 polyoxyalkylenes disclosed in WO 97/05227 A1 in addition to other constituents.
  • alkylpolyglycosides could stabilize the enzymatic components of the agent according to the invention and even increase their performance.
  • Crosslinked N-containing compounds as disclosed in WO 98/17764 A1, fulfill a double function as soil release agents and as enzyme stabilizers.
  • Hydrophobic, nonionic polymer in a mixture with other stabilizers according to the application WO 97/32958 A1 has a stabilizing effect on a cellulase, so that such or similar components could also be suitable for the enzyme essential to the invention.
  • Reducing agents and antioxidants increase the stability of the enzymes against oxidative decomposition.
  • Sulfur-containing reducing agents are known, for example, from the patents EP 080748 B1 and EP 080223 B1.
  • Other examples are sodium sulfite (EP 533239 B1) and reducing sugars (EP 656058 B1).
  • Combinations of stabilizers are also often used, for example made of polyols, boric acid and / or borax in the application WO 96/31589 A1, the combination of boric acid or borate, reducing salts and succinic acid or other dicarboxylic acids in the application EP 126505 B1 or the combination of Boric acid or borate with polyols or polyamino compounds and with reducing salts, as disclosed in EP 080223 B1.
  • WO 98/13462 A1 the action of peptide-aldehyde stabilizers is increased by the combination with boric acid and / or boric acid derivatives and polyols and, according to WO 98/13459 A1, is further increased by the additional use of calcium ions.
  • Agents with stabilized enzyme activities are preferred embodiments of the present invention. Particularly preferred are those with enzymes which are stabilized in several of the ways shown.
  • agents according to the invention can be offered in all conceivable forms, enzymes according to the invention or proteins in all formulations expedient for addition to the respective agents represent respective embodiments of the present invention. These include, for example, liquid formulations, solid granules or capsules.
  • the encapsulated form lends itself to protect the enzymes or other ingredients from other constituents, such as bleaching agents, or to enable controlled release.
  • milli, micro and nanocapsules microcapsules for enzymes being particularly preferred.
  • Such capsules are disclosed, for example, in patent applications WO 97/24177 A1 and DE 19918267 A1.
  • One possible encapsulation method is that the proteins, starting from a mixture of the protein solution with a solution or suspension of starch or a starch derivative, are encapsulated in this substance. Such an encapsulation process is described in the application WO 01/38471 A1 with the title “Process for the Production of Microencapsulated Enzymes”.
  • the proteins can be used, for example, in dried, granulated and / or encapsulated form. They can be added separately, that is as a separate phase, or with other constituents together in the same phase, with or without compacting.
  • the water can be removed from the aqueous solutions resulting from the workup, such as spray drying, centrifuging or by re-solubilization, using methods known from the prior art.
  • the particles obtained in this way usually have a particle size between 50 and 200 ⁇ m.
  • the enzymes, and also the protein according to the invention can be added to liquid, gel-like or pasty agents according to the invention, starting from a protein recovery and preparation carried out according to the prior art in concentrated aqueous or non-aqueous solution, suspension or emulsion, but also in gel form or encapsulated or as dried Powder.
  • Such washing or cleaning agents according to the invention are generally produced by simply mixing the ingredients, which can be added in bulk or as a solution to an automatic mixer.
  • the proteases contained in detergents can also fulfill the function of activating other enzymatic constituents by proteolytic cleavage or inactivating them after a corresponding exposure time. Comparable regulatory functions are also possible via the enzyme according to the invention.
  • An embodiment of the present invention is furthermore those compositions with capsules made of protease-sensitive material which, for example, are hydrolyzed by proteins according to the invention at an intended point in time and release their content.
  • a comparable effect can also be achieved with other multiphase agents.
  • a further embodiment are agents for the treatment of textile raw materials or for textile care, which are characterized in that they contain, alone or in addition to other active ingredients, one of the proteolytic enzymes described above, in particular for fibers or textiles with natural constituents and very particularly for those with wool or silk.
  • the agent with a protease according to the invention is designed so that it can be used regularly as a care agent, for example by adding it to the washing process, applying it after washing or applying it independently of the washing.
  • the desired effect is to maintain a smooth surface structure of the textile and / or to prevent and / or reduce damage to the fabric.
  • a separate subject of the invention are processes for the mechanical cleaning of textiles or hard surfaces, which are characterized in that a proteolytic enzyme according to the invention becomes active in at least one of the process steps.
  • Processes for the mechanical cleaning of textiles are generally distinguished by the fact that various cleaning-active substances are applied to the items to be cleaned and washed off after the contact time in a number of process steps, or the items to be treated are treated in some other way with a cleaning agent or a solution of this agent.
  • Such methods can be enriched with proteins according to the invention in at least one of the method steps, and then represent embodiments of the present invention.
  • the enzyme according to the invention naturally already has a protein-dissolving activity and also develops this in media which otherwise have no cleaning power, such as, for example, in a mere buffer, a single sub-step of such a method for machine cleaning of textiles can consist, if desired, in addition to stabilizing compounds,
  • the enzyme according to the invention is applied as the only cleaning-active component to salts or buffer substances. This represents a particularly preferred embodiment of the present invention.
  • Preferred embodiments of this subject matter of the invention are processes for treating textile raw materials or for textile care, which are characterized in that a proteolytic enzyme according to the invention becomes active in at least one of the process steps.
  • This can be, for example, processes in which materials are prepared for processing in textiles, for example for anti-felt finishing, or processes, for example, which are more suitable for cleaning Enrich textiles with a nourishing component.
  • preferred embodiments are textile raw materials or textiles with natural components, in particular with wool or silk.
  • a separate subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for cleaning textiles or hard surfaces. This is because enzymes according to the invention can be used, in particular in accordance with the processes described above, to remove protein-containing impurities from textiles or hard surfaces. Preferred embodiments are the use outside of a mechanical process, for example hand washing or the manual removal of stains from textiles or hard surfaces.
  • an enzyme according to the invention in an amount of 40 ⁇ g to 4 g and increasingly preferably from 50 ⁇ g to 3 g, from 100 ⁇ g to 2 g from 200 ⁇ g to 1 g and particularly preferably from 400 ⁇ g to 400 mg per application.
  • a preferred embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for activating or deactivating ingredients of washing or cleaning agents. Because, as is known, protein components of washing or cleaning agents can be inactivated by the action of a protease. The present invention relates to using this otherwise rather undesirable effect in a targeted manner. It is also possible that another component is only activated by proteolysis, for example if it is a hybrid protein from the actual enzyme and the corresponding inhibitor, as has been disclosed, for example, in the application WO 00/01831 A2. Another example of such a regulation is one in which an active component for protecting or controlling its activity is encapsulated in a material which is attacked by proteolysis. Proteins according to the invention can thus be used for inactivation, activation or release reactions.
  • enzymatic analysis is understood to mean any biochemical analysis which uses specific enzymes or substrates in order to determine substrates in their identity or their concentration on the one hand or enzymes in identity or activity on the other hand.Areas of application are all fields of work related to biochemistry.A preferred embodiment of this subject of the invention shows the use for end group determination in the context of a sequence analysis.
  • Another embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for the preparation, purification or synthesis of natural substances or biological valuable substances.
  • a proteolytic enzyme according to the invention for the preparation, purification or synthesis of natural substances or biological valuable substances.
  • natural substances or biological valuable substances for example, in the course of the purification of natural substances or biological valuable substances it may be necessary to free them of protein impurities.
  • proteins impurities can be, for example, low molecular weight compounds, all cell contents or storage substances or proteins. This can be carried out both on a laboratory scale and on an industrial scale, for example after the biotechnological production of a valuable substance.
  • proteolytic enzyme for the synthesis of proteins or other low-molecular chemical compounds occurs in reverse of the reaction which they naturally catalyze, for example when protein fragments are to be linked to one another or amino acids are to be bound to a compound which is not predominantly composed of protein.
  • Possible uses are presented for example in the application EP 380362 A1.
  • a further embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for the treatment of natural raw materials when these are to be freed from protein impurities.
  • This primarily includes raw materials that cannot be obtained microbiologically, e.g. from agriculture.
  • a preferred embodiment is the use for surface treatment, and very particularly in a process for treating the economically important raw material leather.
  • water-soluble proteins are extracted from the skin material using proteolytic enzymes, for which proteases according to the invention are suitable, in particular if alkaline conditions prevail and denaturing agents are present.
  • Another embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for the production or treatment of raw materials or intermediates in textile production.
  • a proteolytic enzyme according to the invention for the production or treatment of raw materials or intermediates in textile production.
  • An example of this is the processing of cotton, which has to be freed from the capsule components in a process called sizing; another is the treatment of wool; The processing of raw silk is similar. Enzymatic processes are superior to comparable chemical processes, particularly with regard to their environmental compatibility.
  • proteins according to the invention are used to remove protective layers from textiles, in particular intermediate products or materials, or to smooth their surface before they are further processed in a subsequent processing step.
  • Another embodiment of this subject of the invention is the use of a protein according to the invention for the treatment of textile raw materials or for textile care, in particular for the surface treatment of wool or silk or mixed textiles containing wool or silk. This applies both to the manufacture of such textiles and to care during use, for example in connection with textile cleaning (see above).
  • Another embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for the treatment of photographic films, in particular for the removal of gelatin-containing or similar protective layers.
  • a proteolytic enzyme according to the invention for the treatment of photographic films, in particular for the removal of gelatin-containing or similar protective layers.
  • protective layers in particular those made of gelatin emulsions containing silver salt, are used to coat films, such as, for example, X-ray films, which have to be detached from the carrier material after exposure.
  • Proteases according to the invention can be used for this, in particular under alkaline or slightly denaturing reaction conditions.
  • a separate subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for the production of food or feed.
  • proteases have been used for the production of food since ancient times.
  • An example of this is the use of rennet for the ripening process of cheese or other dairy products.
  • Such processes can be enriched with a protein according to the invention or can be carried out entirely by it.
  • Carbohydrate-rich foods or food raw materials for non-nutritional purposes, such as flour or dextrin can also be treated with appropriate proteases in order to rid them of accompanying proteins.
  • a protease according to the invention is also suitable for such applications, in particular if it is to be carried out under alkaline or slightly denaturing conditions.
  • proteins according to the invention can be used for cosmetic purposes.
  • Cosmetic agents with a proteolytic enzyme according to the invention are thus claimed, cosmetic processes involving a proteolytic enzyme according to the invention Enzyme and the use of a proteolytic enzyme according to the invention for cosmetic purposes, in particular in the context of corresponding processes or in appropriate agents.
  • proteases also play a crucial role in the cell renewal process of human skin (desquamation) (T. Egelrud et a ⁇ ., Acta Der / 77. Venerol., Volume T ⁇ _ (1991), pp. 471-474). Accordingly, proteases are also used as bioactive components in skin care products in order to support the breakdown of the desmosome structures which are increased in dry skin, for example according to the applications WO 95/07688 A1 or WO 99/18219 A1.
  • subtilisin proteases in particular the B. / en us alkaline protease variants already described for cosmetic purposes is described, for example, in WO 97/07770 A1.
  • Proteases according to the invention are also suitable as active components in skin or hair cleansing or care products.
  • Particularly preferred are preparations of these enzymes which are stabilized as described above, for example by coupling to macromolecular carriers (see US Pat. No. 5,230,891) and / or derivatized by point mutations at highly allergenic positions, so that they are more tolerable to humans by humans.
  • proteolytic enzymes for cosmetic purposes is also included in this subject of the invention, in particular in appropriate agents, such as shampoos, soaps or washing lotions, or in care products which are offered, for example, in the form of creams.
  • appropriate agents such as shampoos, soaps or washing lotions, or in care products which are offered, for example, in the form of creams.
  • Use in a peeling medicine is also included in this claim.
  • the mutagenesis was based on the protease variant ß. / enfr / s-Alkaline protease M131 performed. This variant is described in WO 92/21760 A1 and the strain forming it according to this application was deposited under the name Bacillus licheniformis ATCC 68614 with the American Type Culture Collection, Rockville, MD, USA.
  • the gene on the plasmid pCB56M131 replicating in Bacillus is contained in an expression cassette consisting of the promoter, the ribosome binding site and the ATG start codon and the 22 amino terminal amino acids of the alkaline protease from Bacillus licheniformis ATCC 53926, fused with the pre -Pro protein and the mutated sequence of the Bacillus lentus DSM 5483-Alkaline protease.
  • the variant ß. / enuvs alkaline protease M131 has the following mutations compared to the native sequence: S3T, V4I, A188P, V193M, V199I.
  • the vector pUC18M131 is shown in Figure 2.
  • the expression cassette for ß. / enfr / s-Alkaline protease M131 containing DNA fragment is in SEQ ID NO. 1 documented; SEQ ID NO. 2 shows the amino acid sequence derived therefrom.
  • the one in SEQ ID NO. 1 shown Barn HI - Sac I fragment extends from positions 1 to 1771 in the vector pUC18M131 shown in FIG. 2; the remaining vector areas are identical to those of the starting plasmids pUC18.
  • the two primers 5 ' -TCA CAG TAT GGC GCC GGG CTT GAC ATT-3 ' and 5-AAT GTC AAG CCC GGC GCC ATA CTG TGA-3 ' used.
  • these contain a Nar I restriction site which does not change the amino acid sequence.
  • the two primers 5'-GGG CTT GAC ATT GTG GCA CCC GGG GTA AAC-3 ' and 5 ' -GTT TAC CCC GGG TGC were used CAC AAT GTC AAG CCC-3 ' used.
  • these contain an Xma CI restriction site which does not change the amino acid sequence.
  • a clone containing the double mutant plasmid then provided the template for the subsequent mutation of the triplet in position 61 GGG (glycine) in GCT (alanine).
  • GGG glycine
  • the two complementary primers with the sequences 5 ' - CAA GAT GGG AAT GCT CAT GGC ACG CAT - 3 ' and 5 ' - ATG CGT GCC ATG AGC ATT CCC ATC TTG - 3 ' were used.
  • the leucine in position 211 was finally mutated into the amino acid aspartate to generate the second, particularly preferred variant.
  • the two complementary primers with the sequences 5 ' - ACG TAT GCC AGC GAC AAC GGT ACA TCG - 3 ' and 5 ' - CGA TGT ACC GTT GTC GCT GGC ATA CGT - 3' were used. The clones obtained were then checked by DNA sequencing.
  • the DNA sequence of the gene coding for the entire protease of the mutant S3T / V4I / G61A / V199I is in the sequence listing under SEQ ID NO. 3 specified. Of these, the sequence listing under SEQ ID NO. Derive 4 given amino acid sequence.
  • the DNA or protein sequences of the mutant S3T / V4I / G61A / V199I / L211 D are in the sequence listing under SEQ ID NO. 5, or SEQ ID NO. 6 described. These variants are ß because of the wild-type enzyme.
  • lentus DSM 5483 different positions as ß. lentus- alkaline protease S3T ⁇ 4I / G61A / V199I, or as ß. / enfus-alkaline protease S3T ⁇ / 4I / G61A / V199I / L211 D.
  • the expression cassette with the mutated sequence was used as the Barn HI-Sac I fragment instead of the one shown in SEQ ID NO. 1 fragment shown cloned back into the vector pCB56M131 and transformed into Bacillus subtilis DB104.
  • the strain Bacillus subtilis DB 104 has the genotype his, nprR2, / ⁇ prE18, aprA3 (Kawamura, F. and Doi, R.H. (1984), J. Bacteriol., Volume 160, pages 442-444).
  • the DNA was transformed into Bacillus according to the variant of the protoplast method originally developed by Chang and Cohen described in WO91 / 02792 (1979; Molec. Gen. Genet, volume 168, pages 111-115).
  • Example 2 standardized soiled textiles were used, which had been obtained from the Swiss Material Testing and Testing Institute, St. Gallen, Switzerland (EMPA), or the laundry research institute, Krefeld.
  • A blood / milk / soot on cotton
  • B blood / milk / ink on cotton
  • C blood / milk / ink on a polyester-cotton blend
  • D Egg / soot on cotton
  • a basic detergent formulation of the following composition (all figures in percent by weight) was used as the control detergent: 4% linear alkylbenzenesulfonate (sodium salt), 4% C 12 -C 18 fatty alcohol sulfate (sodium salt), 5.5 % C, 2 -C 18 fatty alcohol with 7 EO, 1% sodium soap, 11% sodium carbonate, 2.5% amorphous sodium disilicate, 20% sodium perborate tetrahydrate, 5.5% TAED, 25% zeolite A, 4, 5% polycarboxylate, 0.5% phosphonate, 2.5% foam inhibitor granulate, 5% sodium sulfate, balance: water, optical brightener, salts.
  • proteases were added to the various test series in such a way that a final concentration of 2,250 PU of proteolytic activity per liter of wash liquor was obtained: fer / ft / s F49 alkaline protease (WO 95/23221, manufactured by Fa. Biozym, Kundl, Austria), Savinase ® (. Novozymes A / S, Bagsvaerd, Denmark) and ß the protease of the invention.
  • the ß. / en us-Alkaline protease S3T ⁇ / 4I / G61A / V199I / L211 D shows significantly better washing performance on all soiling than the established proteases ß. / etrfus alkaline protease F49 and Savinase ® .
  • Containers with hard, smooth surfaces were provided with (A) sissy and (B) egg / milk in a standardized manner and washed at 45 ° C using the normal program of a Miele ® G 676 household dishwasher. 20 g of detergent were used per rinse cycle; the water hardness was 16 ° German hardness.
  • the following basic recipe was used as detergent (all figures in percent by weight): 55% sodium tripolyphosphate (calculated as anhydrous), 4% amorphous sodium disilicate (calculated as anhydrous), 22% sodium carbonate, 9% sodium perborate, 2% TAED, 2% non-ionic surfactant, remainder: water, dyes, perfume.
  • This basic The recipe for the different experiments was identical in activity with the different proteases ß. / enfus alkaline protease F49, Savinase ® , or the protease variant ⁇ according to the invention.
  • variant ß. / entos alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I of variant ß. / en / s-Alkaline protease S3T / N4I / N199I is also superior in cleaning agents in its contribution to cleaning performance compared to various types of soiling. This increase in performance can only be attributed to the change in position 61. Compared to all tested soiling, it performs better than Savinase ® ; and compared to soiling C and D, there is also better performance than with ß. / enrus-alkaline protease F49.
  • Example 4 vessels were provided with the same soiling as standard and rinsed in the same way with the same detergent formulations, again at 45 ° C. The only difference was that 20,000 PE were used on the respective proteases. This corresponded to approx. 0.2 mg protease in detergent concentrate.
  • Table 6 The measurement results obtained in the same manner as in Example 5 are summarized in Table 6 below.
  • Figure 1 Alignment of the amino acid sequences of the ß invention. / e / 7fc / s-Alkaline protease variant with the most important known subtilisins, each in the mature, that is to say processed, form: S3T ⁇ / 4I / G61A / V199I B. Ientus-A ⁇ ka ⁇ sc e protease according to the invention variant
  • Subtilisin 309 Subtilisin from Bacillus lentus according to WO 89/06279 A1; Subtilisin PB92 Subtilisin from Bacillus nov. spec. 92 according to EP 283075 A2; Subtilisin Carlsberg Subtilisin from Bacillus licheniformis according to E.L. Smith et. al. (1968), J. Biol. Chem., Volume 243, pp. 2184-2191;
  • Subtilisin BPN Subtilisin from Bacillus amyloliquefaciens according to J.A. Wells et al. (1983), Nucleic Acids Research, Volume 1_1, pp. 7911-7925;

Abstract

The invention relates to novel alkaline protease variants. These variants have, when enumerating the alkaline protease from Bacillus lentus, variations in amino acid position 61, positions 199 and/or 211 and, optionally, at least one modification that contributes to the stabilization of the molecule, said modification preferably being point mutations in positions 3 and/or 4. Particularly preferred are variants S3T/V4l/G61A/V199l and S3T/V4l/G61A/V199l/L211D of B. lentus alkaline protease. The invention also relates to the possible uses of these enzymes in diverse technical processes and, in particular, to detergents and cleansers containing these novel alkaline protease variants.

Description

Neue Alkalische Protease-Varianten und Wasch- und Reinigungsmittel enthaltend diese neuen Alkalischen Protease-Varianten New alkaline protease variants and detergents and cleaning agents containing these new alkaline protease variants
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Alkalische Protease-Varianten. Diese weisen in der Zählung der Alkalischen Protease aus Bacillus lentus Variationen in der Aminosäure- Position 61 , den Positionen 199 und/oder 211 und optional mindestens eine zur Stabilisierung des Moleküls beitragende Modifizierung, vorzugsweise Punktmutationen in den Positionen 3 und/oder 4 auf. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Einsatzmöglichkeiten dieser Enzyme in diversen technischen Prozessen und insbesondere Wasch- und Reinigungsmittel mit diesen neuen Alkalischen Protease- Varianten.The present invention relates to new alkaline protease variants. In the counting of the alkaline protease from Bacillus lentus, these have variations in amino acid position 61, positions 199 and / or 211 and optionally at least one modification which contributes to stabilizing the molecule, preferably point mutations in positions 3 and / or 4. The present invention also relates to the possible uses of these enzymes in various technical processes and in particular washing and cleaning agents with these new alkaline protease variants.
Proteasen vom Subtilisin-Typ (Subtilasen, Subtilopeptidasen, EC 3. 4.21. 62) werden aufgrund der katalytisch wirksamen Aminosäuren den Serin-Proteasen zugerechnet. Sie werden natürlicherweise von Mikroorganismen, insbesondere von ßac///t/s-Spezies gebildet und sekretiert. Sie wirken als unspezifische Endopeptidasen, das heißt sie hydrolysieren beliebige Säureamidbindungen, die im Inneren von Peptiden oder Proteinen liegen. Ihr pH-Optimum liegt meist im deutlich alkalischen Bereich. Einen Überblick über diese Familie bietet beispielsweise der Artikel „Subtilases: Subtilisin-like Proteases" von R. Siezen, Seite 75-95 in „Subtilisin enzymes", herausgegegeben von R. Bott und C. Betzel, New York, 1996. Subtilisine eignen sich für eine Vielzahl von technischen Verwendungsmöglichkeiten, als Bestandteile von Kosmetika und insbesondere als aktive Inhaltsstoffe von Wasch- oder Reinigungsmitteln.Proteases of the subtilisin type (subtilases, subtilopeptidases, EC 3.4.21.62) are attributed to the serine proteases due to the catalytically active amino acids. They are naturally formed and secreted by microorganisms, in particular by ßac /// t / s species. They act as non-specific endopeptidases, which means that they hydrolyze any acid amide bonds that are inside peptides or proteins. Their pH optimum is usually in the clearly alkaline range. An overview of this family is provided, for example, by the article "Subtilases: Subtilisin-like Proteases" by R. Siezen, pages 75-95 in "Subtilisin enzymes", edited by R. Bott and C. Betzel, New York, 1996. Subtilisins are suitable for a variety of technical uses, as components of cosmetics and especially as active ingredients in detergents or cleaning agents.
Proteasen werden neben anderen Enzymen wie beispielsweise Amylasen, Lipasen oder Cellulasen als aktive Komponenten in Wasch- und Reinigungsmitteln verwendet. Sie verfügen über die Fähigkeit zum Abbau proteinhaltiger Anschmutzungen auf dem Reinigungsgut, wie beispielsweise Textilien oder Geschirr. Die Hydrolyseprodukte werden aufgrund ihrer höheren Löslichkeit mit der Waschflotte ausgeschwemmt oder von den übrigen Wasch- oder Reinigungsmittel-Bestandteilen angegriffen, gelöst, emulgiert oder suspendiert. Somit können sich Synergieeffekte zwischen den Enzymen und den übrigen Bestandteilen der betreffenden Wasch- und Reinigungsmittel ergeben. Unter den Wasch- und Reinigungsmittelproteasen nehmen Subtilisine aufgrund ihrer günstigen enzymatischen Eigenschaften wie Stabilität oder pH-Optimum eine herausragende Stellung ein. Im folgenden werden die wichtigsten davon und die wichtigsten Strategien für ihre technische Weiterentwicklung aufgeführt.Proteases are used alongside other enzymes such as amylases, lipases or cellulases as active components in detergents and cleaning agents. They have the ability to break down protein-based soiling on the items to be cleaned, such as textiles or dishes. Due to their higher solubility, the hydrolysis products are washed out with the washing liquor or attacked, dissolved, emulsified or suspended by the other detergent or cleaning agent components. This can result in synergy effects between the enzymes and the other constituents of the detergents and cleaning agents in question. Among the detergent and cleaning agent proteases, subtilisins take due to their favorable enzymatic properties such as stability or pH optimum. The most important of these and the most important strategies for their technical development are listed below.
Die grundlegende Strategie bei der Entwicklung von Waschmittelproteasen besteht darin, mikrobiell natürlicherweise gebildete Enzyme zunächst zu isolieren und auf ihre prinzipielle Eigung für diese Einsatzmöglichkeit hin zu testen. Anschließend können an diesen Molekülen Optimierungen vorgenommen werden. So ist beispielsweise nach der Anmeldung WO 93/07276 A1 die aus Bacillus spec. 164-A1 erhältliche Protease 164-A1 der Firmen Chemgen Corp., Gaithersburg, MD, USA, und Vista Chemical Company, Austin, TX, USA, für den Gebrauch in Wasch- und Reinigungsmitteln geeignet. Andere Beispiele sind die Alkalische Protease aus Bacillus sp. PD138, NCIMB 40338 der Fa. Novozymes (WO 93/18140 A1), die aus Bacillus sp. ferm. BP-3376 stammende Proteinase K-16 der Fa. Kao Corp., Tokyo, Japan, (US-Patent 5344770) und gemäß WO 96/25489 A1 (Fa. Procter & Gamble, Cincinatti, OH, USA) die Protease aus dem psychrophilen Organismus Flavobacterium balustinum.The basic strategy in the development of detergent proteases is to first isolate enzymes that are naturally formed microbiologically and to test their basic suitability for this application. Optimizations can then be carried out on these molecules. For example, according to application WO 93/07276 A1, the Bacillus spec. Protease 164-A1 available from 164-A1 from Chemgen Corp., Gaithersburg, MD, USA, and Vista Chemical Company, Austin, TX, USA, are suitable for use in detergents and cleaning agents. Other examples are the alkaline protease from Bacillus sp. PD138, NCIMB 40338 from Novozymes (WO 93/18140 A1), which is derived from Bacillus sp. ferm. BP-3376-derived proteinase K-16 from Kao Corp., Tokyo, Japan (US Pat. No. 5,344,770) and according to WO 96/25489 A1 (Procter & Gamble, Cincinatti, OH, USA) the protease from the psychrophilic Organism Flavobacterium balustinum.
Subtilisin BPN', welches aus Bacillus amyloliquefaciens, beziehungsweise B. subtilis stammt, ist aus den Arbeiten von Vasantha ef al. (1984) in J. Bacteriol., Volume 159, S. 811-819 und von J. A. Wells et al. (1983) in Nucleic Acids Research, Volume _11_, S. 7911-7925 bekannt. Subtilisin BPN' dient insbesondere hinsichtlich der Numerierung der Positionen als Referenzenzym der Subtilisine. So werden beispielsweise auch die auf alle Subtilisine bezogenen Punktmutationen der Anmeldung EP 130756 A1 in der Numerierung von BPN' angegeben. Hierunter ist lediglich die Position 217, die in erfindungsgemäßen Enzymen der Position 211 entspricht; hierfür wird kein bestimmter Austausch besonders hervorgehoben; angegeben werden alle, bis auf den Ersatz gegen M, W, C oder K; bevorzugt sei der gegen A oder S.Subtilisin BPN ', which comes from Bacillus amyloliquefaciens, or B. subtilis, is from the work of Vasantha ef al. (1984) in J. Bacteriol., Volume 159, pp. 811-819 and by J.A. Wells et al. (1983) in Nucleic Acids Research, Volume _11_, pp. 7911-7925. Subtilisin BPN 'serves, in particular with regard to the numbering of the positions, as a reference enzyme for the subtilisins. For example, the point mutations of application EP 130756 A1 relating to all subtilisins are also given in the numbering of BPN '. Below this is only position 217, which corresponds to position 211 in enzymes according to the invention; no particular exchange is particularly emphasized for this; all are specified, except for the substitution against M, W, C or K; preferably against A or S.
In der Anmeldung CA 2049097 A1 werden Mehrfachmutanten dieses Moleküls, insbesondere hinsichtlich ihrer Stabilität in Wasch- und Reinigungsmitteln untersucht. Hierunter befinden sich Varianten mit den Austauschen Y217K und Y217L sowie die Doppelmutante S63D/Y217K, das heißt solche mit Austauschen, die den Positonen 211 , beziehungsweise 61 und 211 der B. /enfc/s-Alkalischen Protease entsprechen. Allerdings wurden keine Aminosäuren eingeführt, die in diesen Positionen einer der Proteasen der vorliegenden Anmeldung entsprechen. Durch Punktmutationen in den Loop-Regionen dieses Enzyms erhaltene Varianten mit verringerter Bindung an das Substrat bei gleichzeitig erhöhter Hydrolyserate werden beispielsweise in den Patentanmeldungen WO 95/07991 A2 und WO 95/30010 A1 vorgestellt. WO 95/07991 A2 betrifft den sechsten Loop des Moleküls; offenbart werden hier Doppelmutanten, bei denen neben einer weiteren Mutation die Aminosäure in Position 217 (entsprechend 211 in derß. /etrtus-Alkalischen Protease) beispielsweise zu D mutiert ist. Da bei BPN' natürlicherweise I in Position 205 (entsprechend 199) vorliegt, können hierin maximal diese beiden Positionen als vorbeschrieben angesehen werden, jedoch immer in Kombination mit anderen Mutationen in Loopregionen des Subtilisins und mit spezifischen Änderungen der enzymatischen Eigenschaften. Waschmittel mit derartigen BPN'-Varianten werden beispielsweise in der Patentanmeldung WO 95/29979 A1 offenbart. Aus WO 95/30010 A1 gehen weitere Mutationen in den anderen fünf Loop-Regionen hervor, darunter in Position 63 (entsprechend 61), jedoch in dieser Position nur zu D oder E. Demgegenüber liegen zwei der in der vorliegenden Patentanmeldung betrachteten Aminosäurepositionen, nämlich die Positionen 3 und 4, nicht in Loop-Regionen. Andererseits korrelieren die zahlreichen, in diesen Schriften angegebenen Austausche nicht mit Stabilisierungen, insbesondere nicht mit stabilisierenden Mutationen des Subtilisins BPN'.In application CA 2049097 A1 multiple mutants of this molecule are examined, in particular with regard to their stability in detergents and cleaning agents. These include variants with the exchanges Y217K and Y217L and the double mutant S63D / Y217K, that is to say those with exchanges which correspond to positions 211, 61 and 211 of the B. / enfc / s alkaline protease. However, no amino acids were introduced that correspond to one of the proteases of the present application in these positions. Variants obtained by point mutations in the loop regions of this enzyme with reduced binding to the substrate and at the same time increased rate of hydrolysis are presented, for example, in patent applications WO 95/07991 A2 and WO 95/30010 A1. WO 95/07991 A2 relates to the sixth loop of the molecule; Double mutants are disclosed here in which, in addition to a further mutation, the amino acid in position 217 (corresponding to 211 in the beta / etrtus alkaline protease) has mutated to D, for example. Since BPN 'naturally has I in position 205 (corresponding to 199), a maximum of these two positions can be considered here as described above, but always in combination with other mutations in loop regions of the subtilisin and with specific changes in the enzymatic properties. Detergents with such BPN 'variants are disclosed, for example, in patent application WO 95/29979 A1. WO 95/30010 A1 shows further mutations in the other five loop regions, including in position 63 (corresponding to 61), but in this position only for D or E. In contrast, there are two of the amino acid positions considered in the present patent application, namely that Positions 3 and 4, not in loop regions. On the other hand, the numerous exchanges given in these documents do not correlate with stabilizations, in particular not with stabilizing mutations of the subtilisin BPN '.
Die Protease Subtilisin Carlsberg wird in den Publikationen von E. L. Smith et. al. (1968) in J. Biol. Chem., Volume 243, S. 2184-2191 , und von Jacobs et al. (1985) \nNucl. Acids Res., Band _13, S. 8913-8926 vorgestellt. Sie wird natürlicherweise von Bacillus licheniformis gebildet und war, beziehungsweise ist unter dem Handelsnamen Maxatase® von der Firma Genencor International Inc., Rochester, New York, USA, sowie unter dem Handelsnamen Alcalase® von der Firma Novozymes A/S, Bagsvaerd, Dänemark, erhältlich. Durch Punktmutationen erhältliche Varianten davon mit verringerter Bindung an das Substrat bei gleichzeitig erhöhter Hydrolyserate sind beispielsweise aus der Anmeldung WO 96/28566 A2 bekannt. Hierbei handelt es sich um Varianten, in denen Ein- oder Mehrfachaustausche in den Loop-Regionen des Moleküls vorgenommen worden sind. Die einzigen in Wasch- oder Reinigungsversuchen getesteten Varianten mit Austauschen in Positionen, die denen der vorliegenden Anmeldung entsprechen, sind die von Mehrfachmutanten, die neben anderen die Austausche G62 (entsprechend Position 61 derß. /etrfi/s-Alkalischen Protease) zu N, D, Q, E, P oder S, jedoch nicht zu A, V204 (entsprechend der Position 199) zu diversen anderen Aminosäuren, nicht jedoch zu I und L216 (entsprechend der Position 211) zu 14 anderen Aminosäuren, darunter auch zu D. Somit sind durch diese Schrift lediglich die die vorliegende Anmeldung betreffenden Variationen 3T - weil Position 3 in Subtilisin Carlsberg natürlicherweise von T eingenommen wird - und 211 D vorbeschrieben.The protease subtilisin Carlsberg is described in the publications by EL Smith et. al. (1968) in J. Biol. Chem., Volume 243, pp. 2184-2191, and by Jacobs et al. (1985) \ nNucl. Acids Res., Volume _13, pp. 8913-8926. It is naturally formed by Bacillus licheniformis and was, or is or is under the trade name Maxatase ® from Genencor International Inc., Rochester, New York, USA, and under the trade name Alcalase ® from Novozymes A / S, Bagsvaerd, Denmark, available. Variants obtainable by point mutations with reduced binding to the substrate and at the same time increased hydrolysis rate are known, for example, from the application WO 96/28566 A2. These are variants in which single or multiple exchanges have been made in the loop regions of the molecule. The only variants tested in washing or cleaning experiments with exchanges in positions which correspond to those of the present application are those of multiple mutants which, among others, exchange G62 (corresponding to position 61 of the β / etrfi / s alkaline protease) to N, D , Q, E, P or S, but not to A, V204 (corresponding to item 199) other amino acids, but not to I and L216 (corresponding to position 211) to 14 other amino acids, including also to D. Thus, through this document only the variations relating to the present application are 3T - because position 3 in subtilisin Carlsberg is naturally occupied by T. - and 211 D described above.
Die Protease PB92 wird natürlicherweise von dem alkaliphilen Bakterium Bacillus nov. spec. 92 produziert und war unter dem Handelsnamen Maxacal® von der Fa. Gist- Brocades, Delft, Niederlande, erhältlich. In ihrer ursprüglichen Sequenz wird sie in der Patentanmeldung EP 283075 A2 beschrieben. Durch Punktmutation erhaltene Varianten dieses Enzyms, die sich für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln eignen, werden beispielsweise in den Anmeldungen WO 94/02618 A1 und EP 328229 A1 offenbart. In der ersten werden lediglich Austausche in der Position 211 , gegen verschiedene Aminosäuren, jedoch nicht gegen D vorbeschrieben. Die zweite Schrift offenbart, daß bestimmte Bereiche, in denen auch die beiden Reste 61 und 211 liegen, an der Substratbindung beteiligt sind. Unter den zur Mutagenese besonders interessanten Positionen wird 61 jedoch nicht aufgeführt, und für 211 wird ein Austausch zu Y vorgeschlagen, der jedoch nur in Kombination mit mindestens einem weiteren Austausch die Waschleistung einer entsprechenden Rezeptur zu steigern vermag.The protease PB92 is naturally derived from the alkaline bacterium Bacillus nov. spec. 92 and Gist-Brocades, Delft, The Netherlands, available under the trade name was Maxacal ® by the company.. In its original sequence, it is described in patent application EP 283075 A2. Variants of this enzyme obtained by point mutation and which are suitable for use in detergents and cleaning agents are disclosed, for example, in the applications WO 94/02618 A1 and EP 328229 A1. In the first, only exchanges in position 211 for different amino acids, but not for D, are described. The second document discloses that certain areas in which the two residues 61 and 211 are also involved in the substrate binding. However, 61 is not listed among the positions of particular interest for mutagenesis, and an exchange for Y is proposed for 211, which, however, can only increase the washing performance of a corresponding formulation in combination with at least one further exchange.
Die Subtilisine 147 und 309 werden unter den Handelsnamen Esperase®, beziehungsweise Savinase® von der Fa. Novozymes vertrieben. Sie stammen ursprünglich aus ßac/7/us-Stämmen, die mit der Anmeldung GB 1243784 A offenbart werden. Durch Punktmutagenese in Hinblick auf den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln weiterentwickelte Varianten dieser Enzyme werden beispielsweise in den Anmeldungen WO 94/02618 A1 (siehe oben), WO 89/06279 A1 , WO 95/30011 A2 und WO 99/27082 A1 offenbart.The subtilisins 147 and 309 are sold under the trade names Esperase ®, or Savinase ® by the company. Novozymes. They originally come from β / 7 / us strains which are disclosed in the application GB 1243784 A. Variants of these enzymes further developed by point mutagenesis with regard to their use in detergents and cleaning agents are disclosed, for example, in applications WO 94/02618 A1 (see above), WO 89/06279 A1, WO 95/30011 A2 and WO 99/27082 A1.
Die Anmeldung WO 89/06279 A1 verfolgte das Ziel, höhere Oxidationsstabilität, erhöhte Proteolyserate und verbesserte Waschleistung zu erzielen. Aus ihr geht hervor, daß Austausche in bestimmten Positionen die physikalischen oder chemischen Eigenschaften der Moleküle Subtilisin 147 oder 309 (deren Zählung mit der der Alkalischen Protease aus Bacillus lentus DSM 5483 übereinstimmt) ändern sollten; hierunter wird u.a. die Position 199 genannt, jedoch kein spezieller Austausch vorbeschrieben. In der Anmeldung WO 95/30011 A2 werden Varianten von Subtilisin 309 vorgestellt, die in den Loop-Bereichen des Moleküls Punktmutationen aufweisen und damit verringerte Adsorption an das Substrat bei gleichzeitig erhöhter Hydrolyserate zeigen. In derartigen Bereichen liegen auch die Positionen 61 , 199 und 211. Für die Position 211 wird darin u.a. der Austausch L211 D vorgeschlagen; für die Positionen 61 werden die Austausche von G zu N, D, Q, E, P oder S vorgeschlagen, für 199 ebenfalls zahlreiche, jedoch nicht I. In der Anmeldung WO 99/27082 A1 werden am Beispiel von Subtilisin 309 Varianten entwickelt, deren Waschleistung dadurch verbessert wird, daß die aktiven Loops durch Insertion von mindestens einer Aminosäure vergrößert werden. Es handelt sich also nicht wie in der vorliegenden Anmeldung um Substitutionen.The application WO 89/06279 A1 pursued the goal of achieving higher oxidation stability, increased proteolysis rate and improved washing performance. It shows that exchanges in certain positions should change the physical or chemical properties of the subtilisin 147 or 309 molecules (the count of which corresponds to that of the alkaline protease from Bacillus lentus DSM 5483); Among them, item 199 is mentioned, but no special exchange is prescribed. In the application WO 95/30011 A2 variants of subtilisin 309 are presented which point mutations in the loop regions of the molecule exhibit and thus show reduced adsorption on the substrate with a simultaneously increased hydrolysis rate. Positions 61, 199 and 211 also lie in such areas. For position 211, the exchange L211 D is proposed therein, among other things; for positions 61, the exchanges from G to N, D, Q, E, P or S are proposed, for 199 also numerous, but not I. In application WO 99/27082 A1, 309 variants are developed using the example of subtilisin, the Washing performance is improved in that the active loops are increased by inserting at least one amino acid. It is therefore not a question of substitutions as in the present application.
Das Subtilisin DY ist ursprünglich von Nedkov et al. 1985 in ß/'o/. Chem Hoppe-Seyler, Band 366, S. 421-430 beschrieben worden. Beispielsweise nach der Anmeldung WO 96/28557 A2 kann es über gezielte Punktmutationen in den aktiven Loops für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln optimiert werden. Daraus gehen Varianten mit verringerter Adsorption und erhöhter Hydrolyserate hervor, darunter solche mit Austauschen in der Position 62 (entsprechend 61 bei derß. /etrtus-Alkalischen Protease) von G zu N, D, Q, E, P oder S, in der Position 204 (entsprechend 199), jedoch nicht 204I und in der Position 216 (entsprechend 211) zahlreiche, darunter auch D. Da Subtilisin DY in der Position 3 natürlicherweise T aufweist, ist hiermit allenfalls eine Variante 3T/211 D vorbeschrieben.The subtilisin DY was originally developed by Nedkov et al. 1985 in ß / ' o /. Chem Hoppe-Seyler, Volume 366, pp. 421-430. For example, according to the application WO 96/28557 A2, it can be optimized for use in detergents and cleaning agents via targeted point mutations in the active loops. This gives rise to variants with reduced adsorption and increased hydrolysis rate, including those with exchanges in position 62 (corresponding to 61 in the β / etrtus alkaline protease) from G to N, D, Q, E, P or S, in position 204 (corresponding to 199), but not 204I and numerous in position 216 (corresponding to 211), including D. Since subtilisin DY naturally has T in position 3, a variant 3T / 211 D is hereby described at best.
Das von Thermoactinomyces vulgaris natürlicherweise gebildete Enzym Thermitase ist ursprünglich von Meloun et al. (FEBS Lett. 1983, S. 195-200) beschrieben worden. Varianten mit verringerter Absorption und erhöhter Hydrolyserate aufgrund von Substitutionen in den Loop-Regionen gehen beispielsweise aus der Anmeldung WO 96/28558 A2 hervor. Dort werden Austausche in der Position 221 (entsprechend 211 in der ß. /etrfus-Alkalischen Protease) gegen 14 Aminosäuren, darunter auch D, und in der Position 70 (entsprechend 61) von G zu N, D, Q, E, P oder S beschrieben. Da in der Position 209 der Thermitase (entsprechend 199) natürlicherweise I vorliegt, sind hiermit höchstens die Varianten 1991 und 211 D der für die vorliegende Anmeldung wesentlichen Proteasen nahegelegt. Insbesondere werden auch keine Stabilisierungen, etwa durch Threonin in Position 3 und/oder Isoleucin in Position 4 (gemäß B. lentus- Alkalische Protease) nahegelegt. In den entsprechend homologen Positionen 10 und 11 weist die Thermitase die Aminosäuren S und R (vergleiche Alignment in WO 91/00345 A1) auf. Außerdem handelt es sich bei Thermitase um ein Molekül, das insgesamt erhebliche Sequenzabweichungen gegenüber den übrigen Subtilisinen aufweist. So beträgt die Homologie zwischen den maturen Proteinen Thermitase und der Alkalischen Protease aus ß. lentus DSM 5483 (siehe unten) 45% Identität (62% ähnliche Aminosäuren).The enzyme thermitase naturally formed by Thermoactinomyces vulgaris was originally developed by Meloun et al. (FEBS Lett. 1983, pp. 195-200). Variants with reduced absorption and increased hydrolysis rate due to substitutions in the loop regions are described, for example, in the application WO 96/28558 A2. There are exchanges in position 221 (corresponding to 211 in the ß. / Etrfus alkaline protease) for 14 amino acids, including D, and in position 70 (corresponding to 61) from G to N, D, Q, E, P or S described. Since position 209 of the thermitase (corresponding to 199) naturally contains I, at most the variants 1991 and 211 D of the proteases essential for the present application are suggested. In particular, no stabilizations, for example by threonine in position 3 and / or isoleucine in position 4 (according to B. lentus alkaline protease) are suggested. In the corresponding homologous positions 10 and 11, the thermitase has the amino acids S and R (see alignment in WO 91/00345 A1). Thermitase is also a molecule that shows overall significant sequence deviations from the other subtilisins. So the homology between the mature proteins Thermitase and the alkaline protease from ß. lentus DSM 5483 (see below) 45% identity (62% similar amino acids).
Auch bei der Proteinase K handelt es sich um eine Protease, die zu der Alkalischen Protease aus ß. lentus eine vergleichsweise geringe Homologie aufweist. Sie beträgt auf der Ebene der maturen Proteine nur 33% Identität (46% ähnliche Aminosäuren). Die Proteinase K stammt ursprünglich aus dem Mikroorganismus Tritirachium album Limber und ist von K.-D. Jany und B. Mayer 1985 inß/o/. Chem. Hoppe-Seyler, Bd. 366, S. 485- 492 beschrieben worden. WO 88/07581 A1 offenbart die sehr ähnlichen Proteasen TW3 und TW7 unter anderem für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln. In der Anmeldung WO 96/28556 A2 werden für die Proteinase K zahlreiche Austausche, darunter in der Position 220 (entsprechend 211 in derß. /enft/s-Alkalischen Protease) zu 14 anderen Aminosäure, darunter auch D, und in der Position 68 (entsprechend 61) von G zu N, D, Q, E, P oder S beschrieben. Da in der Position 208 der Proteinase K (entsprechend 199) natürlicherweise I und in Position 4 (entsprechend 3) natürlicherweise T vorliegt, sind hiermit höchstens die Variationen 3T, 1991 und 211 D der für die vorliegende Anmeldung wesentlichen Proteasen nahegelegt.Proteinase K is also a protease that forms the alkaline protease from ß. lentus has a comparatively low homology. At the mature protein level, it is only 33% identity (46% similar amino acids). Proteinase K originates from the microorganism Tritirachium album Limber and is from K.-D. Jany and B. Mayer 1985 in / o /. Chem. Hoppe-Seyler, Vol. 366, pp. 485-492. WO 88/07581 A1 discloses the very similar proteases TW3 and TW7, inter alia, for use in detergents and cleaning agents. In application WO 96/28556 A2, numerous exchanges are made for proteinase K, including in position 220 (corresponding to 211 in the β / enft / s alkaline protease) to 14 other amino acids, including D, and in position 68 ( corresponding to 61) from G to N, D, Q, E, P or S. Since in position 208 of proteinase K (corresponding to 199) there is naturally I and in position 4 (corresponding to 3) there is naturally T, thus at most the variations 3T, 1991 and 211 D of the proteases essential for the present application are suggested.
Schließlich sei noch die Bacillopeptidase F aus Bacillus subtilis angeführt, die in den Positionen 61 und 199 natürlicherweise über die Aminosäuren Alanin, beziehungsweise Isoleucin verfügt. Sie besitzt ansonsten aber nur eine geringe Ähnlichkeit zu den erfindungsgemäßen Protease-Varianten: auf Aminosäureebene kann lediglich ein Homologiewert von 30% Identität, beziehungsweise 38% an ähnlichen Aminosäuren festgestellt werden. Dieses Enzym ist in der oben erwähnten Arbeit von Siezen et al. aufgeführt, bislang aber noch nicht für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln beschrieben oder beansprucht.Finally, the Bacillopeptidase F from Bacillus subtilis should also be mentioned, which naturally has the amino acids alanine and isoleucine in positions 61 and 199. Otherwise, it is only slightly similar to the protease variants according to the invention: at the amino acid level, only a homology value of 30% identity or 38% of similar amino acids can be determined. This enzyme is described in the work by Siezen et al. listed, but not yet described or claimed for use in detergents and cleaning agents.
Weitere für den technischen Einsatz, insbesondere in Wasch- und Reinigungsmitteln geeignete Proteasen werden beispielsweise in den Anmeldungen EP 199404 A2, EP 251446 A1 , WO 91/06637 A1 und WO 95/10591 A1 beschrieben, die von Procter & Gamble Comp., Cincinnati, OH, USA, als „Protease A", „Protease B", „Protease C", beziehungsweise „Protease D" bezeichnet werden. Die Proteasen der Anmeldung EP 199404 sind verschiedene BPN'-Varianten, die auf der Anmeldung EP 130756 A1 (siehe oben) beruhen, jedoch keine Variationen in den für die vorliegenden Anmeldung relevanten Positionen aufweisen. In EP 251446 A1 werden zahlreiche BPN'-Varianten offenbart, darunter auch 217-Varianten (entspricht Position 211 in der ß. lentus- Alkalischen Protease); es werden alle nur möglichen Austausche benannt; welche Eigenschaften mit der Variation 217D einhergehen, wird allerdings nicht offenbart. „Proteasen C" zeichnen sich gemäß der Anmeldung WO 91/06637 A1 durch Punktmutationen von BPN' in den Positionen 123 und/oder 274 aus. Bei der "Protease D" handelt es sich um Varianten, in erster Linie der Protease aus Bacillus lentus, die gemäß WO 95/10591 A1 Mutationen in der Position 76 (nach BPN'-Zählung, entsprechend Position 74 in der ß. /e/rtus-Alkalischen Protease) und zusätzlich anderen Positionen tragen. Darunter kann auch die Position 217 (entprechend 211) sein; allerdings wird darin kein Austausch gegen D vorbeschrieben. Nahezu das gleiche trifft beispielsweise für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln und Kosmetika auch auf US 6017871 A und für den Einsatz in Bleichmitteln beispielsweise auf US 5677272 A und US 6066611 A zu: dort wird, wiederum in Kombination mit dem Austausch in Position 76, im Prinzip auch der Austausch 217D benannt, ist aber nicht bevorzugt.Further proteases suitable for industrial use, in particular in detergents and cleaning agents, are described, for example, in applications EP 199404 A2, EP 251446 A1, WO 91/06637 A1 and WO 95/10591 A1, which are available from Procter & Gamble Comp., Cincinnati, OH, USA, as "Protease A", "Protease B", "Protease C", or "Protease D". The proteases of application EP 199404 are different BPN 'variants which are based on application EP 130756 A1 (see above), but have no variations in the positions relevant to the present application. EP 251446 A1 discloses numerous BPN 'variants, including 217 variants (corresponds to position 211 in the β-lentus alkaline protease); all possible exchanges are named; however, what properties are associated with the 217D variation is not disclosed. According to the application WO 91/06637 A1, "proteases C" are characterized by point mutations of BPN 'in positions 123 and / or 274. The "protease D" is a variant, primarily the protease from Bacillus lentus, which, according to WO 95/10591 A1, have mutations in position 76 (according to BPN 'count, corresponding to position 74 in the β / e / rtus alkaline protease) and additionally other positions, including position 217 (corresponding to 211) However, this does not prescribe an exchange for D. Almost the same applies to US 6017871 A, for example, for use in detergents and cleaning agents and cosmetics and, for example, to US 5677272 A and US 6066611 A for use in bleaching agents: , again in combination with the exchange in position 76, in principle also named the exchange 217D, but is not preferred.
Weitere bekannte Proteasen sind die unter den Handelsnamen Durazym®, Relase®, Everlase®, Nafizym, Natalase® und Kannase® von der Firma Novozymes, unter den Handelsnamen, Maxapem®, Purafect®, Purafect OxP® und Properase® von der Firma Genencor, unter dem Handelsnamen Protosol® von der Firma Advanced Biochemicals Ltd., Thane, Indien und unter dem Handelsnamen Wuxi® von der Firma Wuxi Snyder Bioproducts Ltd., China, erhältlichen Enzyme.Further known proteases are those under the trade names Durazym ® , Relase ® , Everlase ® , Nafizym, Natalase ® and Kannase ® from Novozymes, under the trade names Maxapem ® , Purafect ® , Purafect OxP ® and Properase ® from Genencor, enzymes available under the trade name Protosol ® from Advanced Biochemicals Ltd., Thane, India and under the trade name Wuxi ® from Wuxi Snyder Bioproducts Ltd., China.
Eine Strategie, um die Waschleistung der Subtilisine zu verbessern, besteht darin, statistisch oder gezielt aufgrund bekannter Funktionen einzelner Aminosäuren in die bekannten Moleküle Punktmutationen einzuführen und die erhaltenen Varianten auf ihre Beiträge zur Waschleistung zu überprüfen. Diese Strategie verfolgen beispielsweise das Patent US 5700676 und die Anmeldung EP 130756 A1 (siehe oben). Als einzige die vorliegende Erfindung betreffende Position wird darin ein Austausch in Position 217 (entsprechend 211 in der ß. /enuvs-Alkalischen Protease) gegen alle 19 Aminosäuren beschrieben, entweder allein oder neben anderen, für die vorliegende Anmeldung jedoch nicht relevanten Austauschen. Das gleiche trifft auch auf das Patent US 5801038 zu. In dem Patent US 5441882 wird die Methode beschrieben, die enzymatischen Eigenschaften über bestimmte Einzelaustausche zu verändern, darunter allein, oder neben anderen, für die vorliegende Anmeldung jedoch nicht relevanten Austauschen auch in Position 217 (entsprechend 211 in der ß. /enfr/s-Alkalischen Protease). Entsprechende Varianten, jedoch jeweils nur mit einem Austausch, gehen aus dem Patent US 4760025 hervor; hierunter ist wiederum lediglich die Position 217, und ohne daß für sie ein konkreter Austausch offenbart wird.One strategy to improve the washing performance of the subtilisins is to introduce point mutations into the known molecules statistically or specifically based on known functions of individual amino acids and to check the variants obtained for their contributions to the washing performance. This strategy is pursued, for example, by patent US 5700676 and application EP 130756 A1 (see above). The only position relating to the present invention describes an exchange in position 217 (corresponding to 211 in the β / enuvs alkaline protease) for all 19 amino acids, either alone or alongside other exchanges which are not relevant for the present application. The same applies to patent US 5801038. In the US 5441882 the method is described to change the enzymatic properties via certain individual exchanges, including alone, or in addition to other exchanges which are not relevant to the present application, however, also in position 217 (corresponding to 211 in the β / enfr / s alkaline protease). Corresponding variants, but in each case only with an exchange, are evident from the patent US 4760025; below this is again only position 217 and without a concrete exchange being disclosed for it.
Um die Waschleistung der Subtilisine zu verbessern, wurde in zahlreichen Anmeldungen die Strategie der Insertion zusätzlicher Aminosäuren in die aktiven Loops verfolgt, so neben der bereits genannten WO 99/27082 A1 beispielsweise auch für die Anmeldungen, die unter den Nummern WO 00/37599 A1 , WO 00/37621 A1 bis WO 00/37627 A1 und WO 00/71683 A1 bis WO 00/71691 A1 veröffentlicht worden sind. Sie soll demnach prinzipiell auf alle Subtilisine anwendbar sein, die einer der Untergruppen I-S1 (wahre Subtilisine) oder I-S2 (hochalkalische Subtilisine) angehören.In order to improve the washing performance of the subtilisins, the strategy of inserting additional amino acids into the active loops was pursued in numerous applications, for example in addition to the aforementioned WO 99/27082 A1, also for the applications which are listed under the numbers WO 00/37599 A1, WO 00/37621 A1 to WO 00/37627 A1 and WO 00/71683 A1 to WO 00/71691 A1 have been published. It should therefore be applicable in principle to all subtilisins that belong to one of the subgroups I-S1 (true subtilisins) or I-S2 (highly alkaline subtilisins).
Eine andere Strategie der Leistungsverbesserung besteht darin, die Oberflächenladungen und/oder den isoelektrischen Punkt der Moleküle und darüber ihre Wechselwirkungen mit dem Substrat zu verändern. Derartige Variationen werden beispielsweise in dem Patent US 5665587 und den Anmeldungen EP 405901 A1 und WO 91/00334 A1 vorgestellt. Darin werden zahlreiche Positionen benannt, darunter jeweils auch 3, 4 und 217 (entsprechend 3, 4 und 211 in der ß. tenft/s-Alkalischen Protease), jedoch ohne entsprechende Varianten tatsächlich zu offenbaren. Auch die Anmeldung WO 91/00345 A1 bezieht sich im selben Sinne auf diese Positionen, ebenfalls ohne entsprechende Varianten tatsächlich anzugeben. Punktmutationen zur Verringerung der pH-Wert-abhängigen Molekülladungsvariation werden in WO 92/11348 A1 offenbart. Hiervon können höchstens die die vorliegende Anmeldung kennzeichnenden Austausche S3T und L211 D betroffen sein; konkret offenbart ist darin jedoch kein relevanter Austausch. Die Anmeldung WO 00/24924 A2 leitet aus diesem Prinzip ein Verfahren zur Identifizierung von Varianten ab, die für den Einsatz inWasch- und Reinigungsmitteln geeignet sein sollen; dabei weisen alle offenbarten Varianten mindestens einen Austausch in Position 103 auf, bevorzugt sind Vielfachvarianten mit keinem für die vorliegende Anmeldung relevanten Austausch. Nach der WO 96/34935 A2 kann zum Zweck der Leistungsverbesserung in Wasch- und Reinigungsmitteln auch die Hydrophobizität der Moleküle erhöht werden, was einen Einfluß auf die Stabilität des Enzym haben kann. Aus der Anmeldung WO 99/20727 A2 gehen Subtilisinvarianten hervor, wie sie nach einem Verfahren der Anmeldung WO 00/24924 A2 erhalten worden sein können: sie alle enthalten mindestens einen Austausch in Position 103, kombiniert mit einer Vielzahl anderer möglicher Austausche, darunter jedoch keinen in der Position, die der Position 61 der Protease aus ß. lentus entspricht. Bevorzugt sind Mehrfachvarianten mit mindestens sechs Austauschen, worunter auch die Position 205 und 217 (entsprechend 199 und 211 in der ß. /errtus-Alkalischen Protease) sind; konkret besitzen lediglich zwei von mehr als 50 dieser Varianten den für die vorliegende Anmeldung relevanten Austausch 1991. Dieselben Mutanten werden in den Anmeldungen WO 99/20723 A2 und WO 99/20726 A2 für Wasch- und Reinigungsmittel offenbart, die zusätzlich eine Amylase, beziehungsweise Bleiche enthalten.Another strategy to improve performance is to change the surface charges and / or the isoelectric point of the molecules and thereby their interactions with the substrate. Such variations are presented for example in the patent US 5665587 and the applications EP 405901 A1 and WO 91/00334 A1. Numerous positions are named therein, including 3, 4 and 217 (corresponding to 3, 4 and 211 in the ß. Tenft / s alkaline protease), but without actually revealing corresponding variants. Application WO 91/00345 A1 also refers to these positions in the same sense, likewise without actually specifying corresponding variants. Point mutations for reducing the pH-dependent molecular charge variation are disclosed in WO 92/11348 A1. This may at most affect the exchanges S3T and L211 D which characterize the present application; however, no relevant exchange is specifically disclosed. The application WO 00/24924 A2 derives from this principle a method for identifying variants which should be suitable for use in washing and cleaning agents; all of the variants disclosed have at least one exchange in position 103, preference is given to multiple variants with no exchange relevant to the present application. According to WO 96/34935 A2, the hydrophobicity of the molecules can also be increased for the purpose of improving the performance in washing and cleaning agents, which can have an influence on the stability of the enzyme. From application WO 99/20727 A2, subtilisin variants emerge as can be obtained by a method of application WO 00/24924 A2: they all contain at least one exchange in position 103, combined with a large number of other possible exchanges, but none of them in the position corresponding to position 61 of the protease from ß. lentus corresponds. Multiple variants with at least six exchanges are preferred, including positions 205 and 217 (corresponding to 199 and 211 in the beta / erectus alkaline protease); specifically, only two of more than 50 of these variants have the exchange 1991 relevant for the present application. The same mutants are disclosed in applications WO 99/20723 A2 and WO 99/20726 A2 for detergents and cleaning agents which additionally contain an amylase or bleach contain.
Eine moderne Richtung der Enzymentwicklung besteht darin, Elemente aus bekannten, miteinander verwandten Proteinen über statistische Verfahren zu neuen Enzymen zu kombinieren, die bislang nicht erreichte Eigenschaften aufweisen. Solche Verfahren werden auch unter dem Oberbegriff Directed Evolution zusamengefaßt. Dazu gehören beispielsweise folgende Verfahren: Die StEP-Methode (Zhao et al. (1998), Nat. Biotechnol., Band 16, S. 258-261), Random priming recombination (Shao et al., (1998), Nucleic Acids Res., Band 26, S. 681-683), DNA-Shuffling (Stemmer, W.P.C. (1994), Nature, Band 370, S. 389-391) oder RACHITT (Coco, W.M. et al. (2001), Nat. Biotechnol, Band 19, S. 354-359).A modern direction of enzyme development is to combine elements from known, related proteins by statistical methods to new enzymes that have previously unattained properties. Such processes are also summarized under the generic term Directed Evolution. These include, for example, the following methods: the StEP method (Zhao et al. (1998), Nat. Biotechnol., Volume 16, pp. 258-261), random priming recombination (Shao et al., (1998), Nucleic Acids Res ., Volume 26, pp. 681-683), DNA shuffling (Stemmer, WPC (1994), Nature, volume 370, pp. 389-391) or RACHITT (Coco, WM et al. (2001), Nat. Biotechnol , Volume 19, pp. 354-359).
Eine weitere, insbesondere ergänzende Strategie besteht darin, die Stabilität der betreffenden Proteasen zu erhöhen und damit ihre Wirksamkeit zu erhöhen. Eine Stabilisierung über Kopplung an ein Polymer ist für Proteasen, die in Kosmetika eingesetzt werden, beispielsweise in dem Patent US 5230891 beschrieben worden; sie geht mit einer besseren Hautverträglichkeit einher. Insbesondere für Wasch- und Reinigungsmittel sind dagegen Stabilisierungen durch Punktmutationen geläufiger. So können gemäß den Patenten US 6087315 und US 6110884 Proteasen dadurch stabilisiert werden, daß man bestimmte Tyrosin-Reste gegen andere austauscht. In WO 89/09819 A1 und WO 89/09830 A1 werden thermostabilere BPN'-Varianten beschrieben, die in den Positionen 217 (entsprechend 211 in der ß. fenfcts-Alkalischen Protease) die Austausche gegen K oder L aufweisen, und zusätzlich zu 217K in Position 63 (entsprechend Position 61) den Austausch S63D. Andere beschriebene Möglichkeiten zur Stabilisierung über Punktmutagenese sind beispielsweise:Another, in particular complementary, strategy is to increase the stability of the proteases in question and thus to increase their effectiveness. Stabilization via coupling to a polymer has been described for proteases which are used in cosmetics, for example in US Pat. No. 5,230,891; it goes hand in hand with better skin tolerance. In contrast, stabilization by point mutations is more common, especially for detergents and cleaning agents. According to the patents US 6087315 and US 6110884 proteases can be stabilized by exchanging certain tyrosine residues for others. WO 89/09819 A1 and WO 89/09830 A1 describe thermostable BPN 'variants which have the substitutions for K or L in positions 217 (corresponding to 211 in the β. Fenfcts alkaline protease) and in addition to 217K in Position 63 (corresponding to position 61) the exchange S63D. Other described options for stabilization via point mutagenesis are, for example:
- Austausch bestimmter Aminosäurereste gegen Prolin gemäß WO 92/19729 A1 , beziehungsweise EP 583339 B1 und US-Patent 5858757 und gemäß EP 516200 A1 ;- Exchange of certain amino acid residues for proline according to WO 92/19729 A1, or EP 583339 B1 and US patent 5858757 and according to EP 516200 A1;
- Einführung polarerer oder geladenerer Gruppen auf der Oberfläche des Moleküls gemäß EP 525610 A1 , EP 995801 A1 und US-Patent 5453372, unter anderem in der Position, die V4 der Protease aus ß. lentus entspricht; demgegenüber wird mit dem Wechsel V4I, wie in der vorliegenden Anmeldung eine weniger polare Aminosäure eingeführt;- Introduction of more polar or more charged groups on the surface of the molecule according to EP 525610 A1, EP 995801 A1 and US patent 5453372, inter alia in the position that the V4 of the protease from ß. lentus corresponds; on the other hand, with the change V4I, as in the present application, a less polar amino acid is introduced;
- Verstärkung der Bindung von Metallionen, insbesondere über Mutagenese der Calcium-Bindungsstellen, beispielsweise gemäß der Lehre der Anmeldungen WO 88/08028 A1 und WO 88/08033 A1 ;- Strengthening the binding of metal ions, in particular via mutagenesis of the calcium binding sites, for example according to the teaching of the applications WO 88/08028 A1 and WO 88/08033 A1;
- Blockade der Autolyse durch Modifikation oder Mutagenese, beispielsweise gemäß dem Patent US 5543302.- Blockage of the autolysis by modification or mutagenesis, for example according to the patent US 5543302.
In der Anmeldung EP 398539 A1 wird eine Kombination mehrerer Stabilisierungsstrategien offenbart. Demnach können Subtilisine dadurch stabilisiert und in ihrem Beitrag zur Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistung verbessert werden, daß (1.) Aminosäuren der Calcium-Bindungsstellen gegen stärker negative ausgetauscht, (2.) natürliche Folgen von Asn-Gly deletiert oder mutiert, (3.) Met-Reste gegen andere ausgetauscht und (4.) zusätzlich bestimmte Aminosäuren substituiert werden, die nahe des katalytischen Zentrums liegen. Keine der ersten drei Möglichkeiten trifft auf die erfindungsgemäßen Varianten der vorliegenden Anmeldung zu. Von der vierten Möglichkeit sind die Positionen 61 und 211 betroffen. Allerdings wird hier vorgeschlagen, die natürlicherweise in diesen Positionen vorkommenden Aminosäuren (S63, beziehungsweise Y217 bei Subtilisin BPN') gegen G, beziehungsweise L zu ersetzen. Demgegenüber werden bei den Molekülen der vorliegenden Anmeldung gerade diese Positionen mit anderen Aminosäuren als G oder L besetzt.A combination of several stabilization strategies is disclosed in the application EP 398539 A1. Accordingly, subtilisins can be stabilized and their contribution to the washing or cleaning performance improved by (1.) replacing amino acids of the calcium binding sites with more negative ones, (2.) deleting or mutating natural consequences of Asn-Gly, (3. ) Met residues are exchanged for others and (4.) certain amino acids are also substituted that are close to the catalytic center. None of the first three options apply to the variants of the present application according to the invention. Items 61 and 211 are affected by the fourth option. However, it is proposed here to replace the amino acids naturally occurring in these positions (S63, or Y217 in the case of subtilisin BPN ') by G or L, respectively. In contrast, in the molecules of the present application it is precisely these positions which are occupied by amino acids other than G or L.
Weitere Möglichkeiten, Subtilisine, insbesondere solche, die sich von dem von Bacillus lentus ableiten, über Punktmutagenese zu stabilisieren, werden in den Patenten US 5340735, US 5500364, US 5985639 und US 6136553 angegeben. Die mutierten Positionen werden über eine Analyse der dreidimensionalen Struktur ermittelt. Varianten in den Positionen 61 und 211 werden jedoch in keiner dieser Schriften beschrieben. Beispielsweise aus den Dokumenten EP 755999 A1 und WO 98/30669 A1 geht hervor, daß Proteasen, insbesondere leistungsverbesserte Proteasen in Wasch- und Reinigungsmitteln zur Verbesserung der Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistung zusammen mit α-Amylasen und weiteren Waschmittelenzymen eingesetzt werden können. Beispielsweise aus der Anmeldung WO 97/07770 A1 ist bekannt, daß einzelne von denen, die zuvor als Waschmittelproteasen etabliert worden sind (siehe unten), auch für kosmetische Zwecke geeignet sind. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit von Proteasen wird beispielsweise in der Anmeldung EP 380362 A1 vorgestellt. Diese betrifft organisch-chemische Synthesen, wofür dieser Anmeldung zufolge solche Subtilisine geeignet sein sollen, die über Punktmutagenese nach der ß. /eπfus-Alkalischen Protease-Zählung allein oder neben anderen Mutationen in den Positionen 61 (durch Mutation zu D) und/oder 211 (durch Mutation zu K oder L) stabilisiert sind. Auch in diesem Zusammenhang ist also kein für die vorliegende Erfindung relevanter Austausch vorbeschrieben.Further possibilities of stabilizing subtilisins, in particular those derived from that of Bacillus lentus, via point mutagenesis are specified in the patents US 5340735, US 5500364, US 5985639 and US 6136553. The mutated positions are determined by analyzing the three-dimensional structure. Variants in items 61 and 211 are not described in any of these documents. For example, documents EP 755999 A1 and WO 98/30669 A1 show that proteases, in particular performance-enhanced proteases, can be used in detergents and cleaning agents to improve the washing or cleaning performance together with α-amylases and other detergent enzymes. For example, it is known from application WO 97/07770 A1 that some of those which have previously been established as detergent proteases (see below) are also suitable for cosmetic purposes. Another possible use of proteases is presented, for example, in the application EP 380362 A1. This relates to organic chemical syntheses, for which, according to this application, such subtilisins are said to be suitable which, via point mutagenesis after the .beta. / eπfus-alkaline protease count alone or alongside other mutations in positions 61 (by mutation to D) and / or 211 (by mutation to K or L) are stabilized. In this context, too, no exchange relevant to the present invention has been described.
Bei den Alkalischen Proteasen aus ß. lentus handelt es sich um hochalkalische Proteasen aus Bacillus species. Gemäß der Anmeldung WO 91/02792 A1 ist einer dieser Stämme unter der Nummer DSM 5483 hinterlegt worden; darin werden auch die Sequenzen und biochemischen Eigenschaften des Wildtypenzyms offenbart. Durch Punktmutation zu erhaltende, für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln geeignete Varianten dieses Enzyms werden in WO 92/21760 A1 und WO 95/23221 A1 offenbart.For the alkaline proteases from ß. lentus are highly alkaline proteases from Bacillus species. According to the application WO 91/02792 A1, one of these strains has been deposited under the number DSM 5483; the sequences and biochemical properties of the wild-type enzyme are also disclosed therein. Variants of this enzyme which are to be obtained by point mutation and are suitable for use in detergents and cleaning agents are disclosed in WO 92/21760 A1 and WO 95/23221 A1.
Das Wildtypenzym stammt aus einem Produzent, der ursprünglich durch ein Screening nach alkaliphilen Bacillus-Stämmen erhalten worden war, und zeigt selbst eine vergleichsweise hohe Stabilität gegenüber Oxidation und dem Einwirken von Detergenzien. In den Anmeldungen WO 91/02792 A1 , beziehungsweise den Patenten EP 493398 B1 und US 5352604, wird dessen heterologe Expression in dem Wirt Bacillus licheniformis ATCC 53926 beschrieben. In den Ansprüchen des genannten US-Patents werden die Positionen 208, 210, 212, 213 und 268 als charakteristisch für dieß. lentus- Alkalische Protease bezeichnet; diese entsprechen in der Zählung des maturen Proteins den Positionen 97, 99, 101 , 102 und 157, in denen sich dieses Enzym von der maturen Savinase® unterscheidet. Die dreidimensionale Struktur dieses Enzyms wird in der Veröffentlichung Goddette et al. (1992), J. Mol. Bioi, Band 228, S. 580-595: "The crystal structure of the Bacillus lentus alkaline protease, Subtilisin BL, at 1.4 A resolution" beschrieben.The wild-type enzyme comes from a producer that was originally obtained by screening for alkaliphilic Bacillus strains and shows a relatively high stability against oxidation and the action of detergents. The applications WO 91/02792 A1, or the patents EP 493398 B1 and US 5352604, describe its heterologous expression in the host Bacillus licheniformis ATCC 53926. In the claims of said U.S. patent, positions 208, 210, 212, 213 and 268 are characteristic of this. called lentus- alkaline protease; these correspond to positions 97, 99, 101, 102 and 157 in the count of the mature protein, in which this enzyme differs from the mature Savinase ® . The three-dimensional structure of this enzyme is described in the publication Goddette et al. (1992) J. Mol. Bioi, Volume 228, pp. 580-595: "The crystal structure of the Bacillus lentus alkaline protease, Subtilisin BL, at 1.4 A resolution ".
Auch die Anmeldung WO 92/21760 A1 , beziehungsweise das Patent US 5340735, offenbart das Wildtyp-Enzym ß. /enfc/s-Alkalische Protease (gebildet von ß. lentus DSM 5483) unter SEQ ID NO:52 in seiner Aminosäuresequenz und unter SEQ ID NO:106 in seiner Nukleotidsequenz. Darüber hinaus werden in dieser Anmeldung 51 verschiedene, von dieser abgeleitete Varianten offenbart, die sich in einzelnen oder jeweils mehreren Positionen vom Wildtyp unterscheiden und dadurch stabilisiert worden sind. Darunter sind auch die Austausche S3T, V4I und V199I. Nach dieser Anmeldung ist die unter der Bezeichnung ATCC 68614 bei der American Type Culture Collection, 10801 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209, USA (http://www.atcc.org) hinterlegte Variante M131 mit den Austauschen S3T/V4I/A188PΛ 193MΛ 199I am stärksten bevorzugt. Diese dient für die vorliegende Anmeldung als Ausgangsenzym (siehe Beispiel 1) und wird auch im Sequenzprotokoll unter den SEQ ID NO. 1 und 2 in ihrer DNA-, beziehungsweise Aminosäuresequenz angegeben. Sie alle sind somit von der Alkalischen Protease aus Bacillus lentus DSM 5483 abgeleitet. Durch Punktmutationen an anderen Positionen stabilitätsverbesserte Varianten gehen beispielsweise aus den von der WO-Schrift abgeleiteten US-Patenten US 5500364 und US 5985639 hervor.Application WO 92/21760 A1, or patent US 5340735, also discloses the wild-type enzyme β. / enfc / s-Alkaline protease (formed by ß. lentus DSM 5483) under SEQ ID NO: 52 in its amino acid sequence and under SEQ ID NO: 106 in its nucleotide sequence. In addition, 51 different variants derived from this are disclosed in this application, which differ from the wild type in one or more positions and have thereby been stabilized. These include the S3T, V4I and V199I exchanges. According to this application, the variant M131 with the exchanges S3T / V4I /, deposited under the designation ATCC 68614 at the American Type Culture Collection, 10801 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209, USA (http://www.atcc.org). A188PΛ 193MΛ 199I most preferred. This serves as the starting enzyme for the present application (see Example 1) and is also included in the sequence listing under SEQ ID NO. 1 and 2 specified in their DNA or amino acid sequence. They are all derived from the alkaline protease from Bacillus lentus DSM 5483. By point mutations at other positions, stability-improved variants emerge, for example, from the US Patents US 5500364 and US 5985639 derived from the WO document.
Aus der Anmeldung WO 95/23221 A1 gehen für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln durch gezielte Punktmutagenese leistungsverbesserte ß. lentus- Alkalische Protease-Varianten hervor, die als Weiterentwicklungen der zuvor genannten Moleküle zu betrachten sind. Einige davon weisen ebenfalls die drei Austausche S3T, V4I und V199I auf. Darüber hinaus besitzen sie alle zwei oder drei weitere Punktmutationen gegenüber dem Wildtyp-Enzym aus ß. lentus DSM 5483. Teilweise tragen sie eine zusätzliche Mutation in der Position 211 , nämlich 211D (Varianten F49, F54 und F55). Folgerichtig werden mit dieser Anmeldung, beziehungsweise den zugehörigen US-Patenten US 5691295, US 5801039 und 5855625 Varianten mit den Austauschen 211 D und 211E beansprucht. Die zugehörige Strategie, nämlich gezielt die Ladungsverhältnisse nahe der Substrat-Bindungstasche zu verändern, verdeutlicht das Patent US 6197589. Wie all diese über einen langen Zeitraum durchgeführten Arbeiten belegen, besteht ein hoher Bedarf an technisch einsetzbaren Proteasen, die sich zum Teil drastisch, zum Teil nur in wenigen Positionen von bisher bekannten Proteasen unterscheiden. Sie decken damit ein breites Spektrum an sehr drastischen, bis hin zu sehr subtilen Leistungsunterschieden ab. Dies zeigt sich vor allem bei ihrem Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln. Bei ihrer Entwicklung kann man aus den möglicherweise kalkulierbaren enzymatischen Eigenschaften nicht ohne weiteres auf das Verhalten dieser Enzyme, beispielsweise im Kontext einer Wasch- oder Reinigungsmittelrezeptur schließen. Hier spielen weitere Faktoren wie Stabilität gegenüber hohen Temperaturen, oxidierenden Agentien, Denaturierung durch Tenside, Faltungseffekte oder erwünschte Synergien mit anderen Inhaltsstoffen eine Rolle, die häufig nur experimentell erschlossen werden können.From application WO 95/23221 A1, for improved use ß for use in detergents and cleaning agents by targeted point mutagenesis. lentus alkaline protease variants, which are to be regarded as further developments of the aforementioned molecules. Some of them also have the three exchanges S3T, V4I and V199I. In addition, they all have two or three other point mutations compared to the wild-type enzyme from ß. lentus DSM 5483. Sometimes they carry an additional mutation in position 211, namely 211D (variants F49, F54 and F55). Consequently, this application, or the associated US patents US 5691295, US 5801039 and 5855625, claim variants with the exchanges 211 D and 211E. The associated strategy, namely to specifically change the charge conditions near the substrate binding pocket, is illustrated by the patent US 6197589. As all of this work, which has been carried out over a long period of time, shows, there is a great need for proteases that can be used technically, some of which differ drastically, some only in a few positions from previously known proteases. They cover a wide range from very drastic to very subtle differences in performance. This is particularly evident in their use in detergents and cleaning agents. When developing them, the possibly calculable enzymatic properties cannot readily be used to infer the behavior of these enzymes, for example in the context of a detergent or cleaning agent formulation. Other factors such as stability against high temperatures, oxidizing agents, denaturation by surfactants, folding effects or desired synergies with other ingredients play a role here, which can often only be developed experimentally.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, Subtilisine aufzufinden, die in technischen Anwendungen verbesserte Leistungen zeigen. Insbesondere sollten solche aufgefunden werden, die die Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistung von Wasch- und/oder Reinigungsmitteln verbessern. Eine Teilaufgabe bestand darin, die Proteasen nicht allein hinsichtlich ihrer Hydrolyseaktivität zu verbessern, sondern auch in entsprechenden Rezepturen stabil zu erhalten.The object underlying the present invention was to find subtilisins which perform better in technical applications. In particular, those should be found that improve the washing or cleaning performance of detergents and / or cleaning agents. One part of the task was not only to improve the proteases with regard to their hydrolysis activity, but also to keep them stable in the corresponding formulations.
Weitere Teilaufgaben bestanden darin, Nukleinsäuren zur Verfügung zu stellen, die für derartige Proteasen codieren, und Vektoren, Wirtszellen und Herstellverfahren zur Verfügung zu stellen, die zur Gewinnung derartiger Proteasen genutzt werden können. Ferner sollten entsprechende Mittel, insbesondere Wasch- und Reinigungsmittel, entsprechende Wasch- und Reinigungsverfahren sowie entsprechende Verwendungsmöglichkeiten für derartige Proteasen zur Verfügung gestellt werden. Schließlich sollten technische Einsatzmöglichkeiten für die gefundenen Proteasen definiert werden.Further subtasks consisted of providing nucleic acids which code for such proteases and vectors, host cells and production processes which can be used to obtain such proteases. Corresponding agents, in particular washing and cleaning agents, corresponding washing and cleaning processes and corresponding uses for such proteases should also be made available. Finally, technical applications for the proteases found should be defined.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß ein Austausch der Aminosäure Glycin in der Position 61 gegen eine andere Aminosäure, insbesondere gegen eine aliphatische Aminosäure und ganz besonders gegen Alanin einen erhöhten Beitrag zur Waschleistung ergibt. Diesem kommen die Beiträge anderer Austausche wie der gegen Isoleucin in Position 199 und/oder andere definierte Aminosäurereste wie Asparaginsäure in Position 211 vermutlich über einen enzymatischen Effekt zugute. Diese erhöhte Wirksamkeit wird durch die Aminosäuren Threonin und Isoleucin in den Positionen 3, beziehungsweise 4, vermutlich über einen Stabilitätseffekt verstärkt.Surprisingly, it was found that an exchange of the amino acid glycine in position 61 for another amino acid, in particular for an aliphatic amino acid and very particularly for alanine, makes an increased contribution to the washing performance. The contributions of other exchanges, such as that for isoleucine in position 199 and / or other defined amino acid residues such as aspartic acid in position 211, presumably benefit from this through an enzymatic effect. This increased effectiveness is enhanced by the amino acids threonine and isoleucine in positions 3 and 4, presumably via a stability effect.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe also durch Alkalische Proteasen vom Subtilisin- Typ gelöst, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 61 gegenüber dem Ausgangsenzym einen Austausch gegen eine der Aminosäuren Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Cystein, Methionin, Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, Threonin, Histidin, Lysin oder Arginin aufweisen, vorzugsweise gegen eine der Aminosäuren Alanin, Valin, Leucin oder Isoleucin, besonders bevorzugt gegen Alanin.According to the invention, this object is therefore achieved by alkaline proteases of the subtilisin type, which are characterized in that, according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 61, an exchange for one of the amino acids alanine, valine, leucine, isoleucine, cysteine relative to the starting enzyme , Methionine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, threonine, histidine, lysine or arginine, preferably against one of the amino acids alanine, valine, leucine or isoleucine, particularly preferably against alanine.
Zunehmend bevorzugt sind solche Lösungen, bei denen zusätzlich zu dem Austausch in Position 61 in Position 199 ein Isoleucin vorliegt; solche, bei denen in Position 61 eine der oben bezeichneten Aminosäuren, in Position 199 Isoleucin, in Position 211 Asparaginsäure und zur Stabilisierung in Position 3 Threonin und/oder in Position 4 Isoleucin vorliegen. Besonders bevorzugte Lösungen sind derartige Proteasen, die sich von der ß. /eπfus-Alkalischen Protease ableiten, insbesondere eine der beiden Varianten ß. /errfi/s-Alkalische Protease S3T/V4I/G61A/V199I oder ß. /enft/s-Alkalische Protease S3TΛ 4I/G61A/V199I/L211 D. In diesem Erfindungsgegenstand sind auch Weiterentwicklungen und Derivate der genannten Proteasen eingeschlossen.Solutions in which an isoleucine is present in position 199 in addition to the exchange in position 61 are increasingly preferred; those in which one of the amino acids identified above in position 61, isoleucine in position 199, aspartic acid in position 211 and threonine and / or isoleucine in position 4 for stabilization. Particularly preferred solutions are such proteases, which differ from the β. Derive / eπfus alkaline protease, in particular one of the two variants ß. / errfi / s-Alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I or ß. / enft / s-Alkaline protease S3TΛ 4I / G61A / V199I / L211 D. This object of the invention also includes further developments and derivatives of the proteases mentioned.
Als Lösungen der Teilaufgaben und somit als jeweils eigene Erfindungsgegenstände werden mit der vorliegenden Erfindung Nukleinsäuren, die für erfindungsgemäße Proteasen codieren, sowie Vektoren, Wirtszellen und Herstellverfahren zur Verfügung gestellt, welche zur Gewinnung derartiger Proteasen genutzt werden können. Ferner werden entsprechende Mittel, insbesondere Wasch- und Reinigungsmittel, entsprechende Wasch- und Reinigungsverfahren sowie entsprechende Verwendungsmöglichkeiten für derartige Proteasen zur Verfügung gestellt. Schließlich werden technische Einsatzmöglichkeiten für die gefundenen Proteasen definiert.The present invention provides nucleic acids which code for proteases according to the invention, as well as vectors, host cells and production processes which can be used to obtain such proteases as solutions to the subtasks and thus as separate objects of the invention. Corresponding agents, in particular detergents and cleaning agents, corresponding washing and cleaning processes and corresponding uses for such proteases are also provided. Finally, technical uses for the proteases found are defined.
Unter einem Protein ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein aus den natürlichen Aminosäuren zusammengesetztes, weitgehend linear aufgebautes, zur Ausübung seiner Funktion zumeist dreidimensionale Struktur annehmendes Polymer zu verstehen. In der vorliegenden Anmeldung werden die 19 proteinogenen, natürlich vorkommenden L- Aminosäuren mit den international gebräuchlichen 1- und 3-Buchstaben-Codes bezeichnet.For the purposes of the present application, a protein is to be understood as a polymer which is composed of the natural amino acids and has a largely linear structure and usually assumes a three-dimensional structure to perform its function. In the present application, the 19 proteinogenic, naturally occurring L- Amino acids labeled with the internationally used 1- and 3-letter codes.
Die Kombination einer dieser Bezeichnungen mit einer Nummer bezeichnet für das jeweilige Protein, welchen Aminosäure-Rest es in der jeweiligen Position trägt. So steht S3, beispielsweise für einen Serin-Rest in der Position 3, beginnend mit der Zählung am N-Terminus des betreffenden Proteins. Eine Punktmutation an dieser Stelle, beispielsweise gegen die Aminosäure Threonin wird gemäß dieser Nomenklatur mit der Bezeichnung S3T abgekürzt. Zur Bezeichnung von Varianten mit mehreren Punktmutationen werden diese Austausche mit Schrägstrichen voneinander abgesetzt. Die Variante S3TΛ/4I ist demnach dadurch gekennzeichnet, daß bei ihr das zuvor in Position 3 vorhandene Serin gegen ein Threonin und das Valin in Position 4 gegen ein Isoleucin ausgetauscht worden ist.The combination of one of these names with a number indicates for each protein which amino acid residue it carries in the respective position. For example, S3 stands for a serine residue in position 3, starting with the count at the N-terminus of the protein in question. A point mutation at this point, for example against the amino acid threonine, is abbreviated according to this nomenclature with the designation S3T. To indicate variants with multiple point mutations, these exchanges are separated from one another with slashes. The variant S3TΛ / 4I is therefore characterized in that the serine previously in position 3 has been replaced by a threonine and the valine in position 4 by an isoleucine.
Die Positionsangaben der vorliegenden Erfindnung beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf die jeweils maturen Formen der betreffenden Proteine, also ohne die Signalpeptide (siehe unten).Unless otherwise stated, the position specifications of the present invention relate to the respective mature forms of the proteins in question, that is to say without the signal peptides (see below).
Unter einem Enzym ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Protein zu verstehen, das eine bestimmte biochemische Funktion ausübt. Beispielsweise unter proteolytischen Enzymen oder Enzymen mit proteolytischer Funktion sind im allgemeinen solche zu verstehen, die die Säureamidbindungen von Proteinen hydrolysieren, insbesondere solche, die im Inneren der Proteine liegen, und deshalb auch als endo-Peptidasen bezeichnet werden können. Subtilisin-Proteasen sind solche endo-Peptidasen, die natürlicherweise von gram-positiven Bakterien gebildet und zumeist sekretiert werden, oder von diesen, beispielsweise über molekularbiologische Methoden abgeleitet sind und sich über Teilbereiche, wie strukturbildende oder funktionstragende Regionen mit den natürlichen Subtilisin-Proteasen homologisieren lassen. Sie werden beispielsweise in dem Artikel „Subtilases: Subtilisin-like Proteases" von R. Siezen, Seite 75-95 in „Subtilisin enzymes", herausgegegeben von R. Bott und C. Betzel, New York, 1996, dargestellt.For the purposes of the present application, an enzyme is to be understood as a protein which has a specific biochemical function. For example, proteolytic enzymes or enzymes with a proteolytic function are generally to be understood as those which hydrolyze the acid amide bonds of proteins, in particular those which are located inside the proteins and which can therefore also be referred to as endo-peptidases. Subtilisin proteases are endo-peptidases that are naturally formed by gram-positive bacteria and mostly secreted, or are derived from them, for example using molecular biological methods, and can be homologized with the natural subtilisin proteases via sub-areas such as structure-forming or function-bearing regions , They are described, for example, in the article "Subtilases: Subtilisin-like Proteases" by R. Siezen, pages 75-95 in "Subtilisin enzymes", edited by R. Bott and C. Betzel, New York, 1996.
Zahlreiche Proteine werden als sogenannte Präproteine, also zusammen mit einem Signalpeptid gebildet. Darunter ist dann der N-terminale Teil des Proteins zu verstehen, dessen Funktion zumeist darin besteht, die Ausschleusung des gebildeten Proteins aus der produzierenden Zelle in das Periplasma oder das umgebende Medium und/oder dessen korrekte Faltung zu gewährleisten. Anschließend wird das Signalpeptid unter natürlichen Bedigungen durch eine Signalpeptidase vom übrigen Protein abgespalten, so daß dieses seine eigentliche katalytische Aktivität ohne die zunächst vorhandenen N- terminalen Aminosäuren ausübt. Gemäß Figur 1 in WO 91/02792 A1 enthält das Präprotein des Subtilisins aus Bacillus lentus DSM 5483 380 Aminosäuren. Das mature Protein dagegen nur 269; die Zählung beginnt mit der ersten Aminosäure des maturen Proteins, in diesem Fall also mit dem Alanin, dem nach der Sequenz des Präproteins die Nummer 112 zukommen würde. Gemäß SEQ ID NO. 1 der vorliegenden Anmeldung ist das Signalpeptid des Subtilisins aus ß. licheniformis ATCC 68614 111 Aminosäuren lang und das mature Peptid 269 Aminosäuren. Ohne diese Unterteilung besitzt das vollständige Protein eine Länge von 380 Aminosäuren, wie aus SEQ ID NO. 2 hervorgeht. Das gleiche trifft nach dem Sequenzprotokoll auch auf die besonders bevorzugten Ausführungsformen zu.Numerous proteins are formed as so-called pre-proteins, i.e. together with a signal peptide. This is to be understood as the N-terminal part of the protein, the function of which mostly consists in the removal of the protein formed to ensure the producing cell in the periplasm or the surrounding medium and / or its correct folding. The signal peptide is then cleaved from the rest of the protein under natural conditions by means of a signal peptidase, so that this exerts its actual catalytic activity without the N-terminal amino acids initially present. According to FIG. 1 in WO 91/02792 A1, the preprotein of Bacillus lentus DSM 5483 subtilisin contains 380 amino acids. The mature protein, however, only 269; the count begins with the first amino acid of the mature protein, in this case with the alanine, which would have the number 112 according to the sequence of the preprotein. According to SEQ ID NO. 1 of the present application is the signal peptide of the subtilisin from β. licheniformis ATCC 68614 111 amino acids long and the mature peptide 269 amino acids. Without this subdivision, the complete protein is 380 amino acids in length, as from SEQ ID NO. 2 emerges. The same applies to the particularly preferred embodiments according to the sequence listing.
Für technische Anwendungen sind aufgrund ihrer enzymatischen Aktivität die maturen Peptide, das heißt die nach ihrer Herstellung prozessierten Enzyme gegenüber den Präproteinen bevorzugt.Due to their enzymatic activity, the mature peptides, that is to say the enzymes processed after their production, are preferred over the pre-proteins for technical applications.
Pro-Proteine sind inaktive Vorstufen von Proteinen. Deren Vorläufer mit Signalsequenz werden als Prä-Pro-Proteine bezeichnet.Pro-proteins are inactive precursors of proteins. Their precursors with a signal sequence are called pre-pro proteins.
Unter Nukleinsäuren sind im Sinne der vorliegenden Anmeldung die natürlicherweise aus Nukleotiden aufgebauten als Informationsträger dienenden Moleküle zu verstehen, die für die lineare Aminosäureabfolge in Proteinen oder Enzymen codieren. Sie können als Einzelstrang, als ein zu diesem Einzelstrang komplementärer Einzelstrang oder als Doppelstrang vorliegen. Als der natürlicherweise dauerhaftere Informationsträger ist die Nukleinsäure DNA für molekularbiologische Arbeiten bevorzugt. Demgegenüber wird für die Realisierung der Erfindung in natürlicher Umgebung, wie beispielsweise in einer exprimierenden Zelle, eine RNA gebildet, weshalb erfindungswesentliche RNA-Moleküle ebenfalls Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen.For the purposes of the present application, nucleic acids are understood to mean the molecules which are naturally built up from nucleotides and serve as information carriers and which code for the linear amino acid sequence in proteins or enzymes. They can be present as a single strand, as a single strand complementary to this single strand or as a double strand. As the naturally more permanent information carrier, the nucleic acid DNA is preferred for molecular biological work. In contrast, an RNA is formed for the implementation of the invention in a natural environment, such as, for example, in an expressing cell, which is why RNA molecules essential to the invention also represent embodiments of the present invention.
Die einem Protein entsprechende Informationseinheit einer Nukleinsäure wird auch im Sinne der vorliegenden Anmeldung als Gen bezeichnet. Bei DNA sind die Sequenzen beider komplementärer Stränge in jeweils allen drei möglichen Leserastern zu berücksichtigen. Ferner ist zu berücksichtigen, daß verschiedene Codon-Triplets für dieselben Aminosäuren codieren können, so daß eine bestimmte Aminosäure-Abfolge von mehreren unterschiedlichen und möglicherweise nur geringe Identität aufweisenden Nukleotidsequenzen abgeleitet werden kann (Degeneriertheit des genetischen Codes). Außerdem weisen verschiedene Organismen Unterschiede im Gebrauch dieser Codons auf. Aus diesen Gründen müssen sowohl Aminosäuresequenzen als auch Nukleotidsequenzen in die Betrachtung des Schutzbereichs einbezogen werden und angegebene Nukleotidsequenzen sind jeweils nur als eine beispielhafte Codierung für eine bestimmte Aminosäurefolge anzusehen.The information unit of a nucleic acid corresponding to a protein is also referred to as a gene in the sense of the present application. In DNA, the sequences of both complementary strands are closed in all three possible reading frames consider. It should also be taken into account that different codon triplets can code for the same amino acids, so that a certain amino acid sequence can be derived from several different and possibly only slightly identical nucleotide sequences (degeneracy of the genetic code). In addition, different organisms have differences in the use of these codons. For these reasons, both amino acid sequences and nucleotide sequences have to be included in the consideration of the protected area, and specified nucleotide sequences are only to be regarded as exemplary coding for a specific amino acid sequence.
Einem Fachmann ist es über heutzutage allgemein bekannte Methoden, wie beispielsweise die chemische Synthese oder die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) in Verbindung mit molekularbiologischen und/oder proteinchemischen Standardmethoden möglich, anhand bekannter DNA- und/oder Aminosäuresequenzen vollständige Gene herzustellen. Derartige Methoden sind beispielsweise aus dem „Lexikon der Biochemie", Spektrum Akademischer Verlag, Berlin, 1999, Band 1 , S. 267-271 und Band2, S. 227- 229, bekannt. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn auf einen bei einer Stammsammlung hinterlegten Stamm zurückgegriffen werden kann. Mit PCR-Primern, die anhand einer bekannten Sequenz synthetisiert worden sind, können aus solchen Stämmen die betreffenden Gene problemlos synthetisiert, kloniert und gewünschtenfalls weiter bearbeitet werden. Dazu gehören beispielsweise ortsgerichtete oder zufallsgesteuerte Mutagenese.It is possible for a person skilled in the art to use known methods today, such as chemical synthesis or the polymerase chain reaction (PCR) in conjunction with standard molecular biological and / or protein chemical methods, to produce complete genes using known DNA and / or amino acid sequences. Such methods are known, for example, from the "Lexicon of Biochemistry", Spectrum Academic Publishing House, Berlin, 1999, Volume 1, pp. 267-271 and Volume 2, pp. 227-229. This is possible in particular if one of the The genes in question can be easily synthesized, cloned and, if desired, further processed from such strains using PCR primers which have been synthesized on the basis of a known sequence, such as, for example, site-directed or randomly controlled mutagenesis.
Änderungen der Nukleotidsequenz, wie sie beispielsweise durch an sich bekannte molekularbiologische Methoden herbeigeführt werden können, werden als Mutationen bezeichnet. Je nach Art der Änderung kennt man beispielsweise Deletions-, Insertions- oder Substitutionsmutationen oder solche, bei denen verschiedene Gene oder Teile von Genen miteinander fusioniert (shuffling) werden; dies sind Genmutationen. Die zugehörigen Organismen werden als Mutanten bezeichnet. Die von mutierten Nukleinsäuren abgeleiteten Proteine werden als Varianten bezeichnet. So führen beispielsweise Deletions-, Insertions- Substitutionsmutationen oder Fusionen zu deletions-, insertions- substitutionsmutierten oder Fusionsgenen und auf Proteinebene zu entsprechenden Deletions-, Insertions- oder Substitutionsvarianten, beziehungsweise Fusionsproteinen. Unter Vektoren werden im Sinne der vorliegenden Erfindung aus Nukleinsäuren bestehende Elemente verstanden, die als kennzeichnenden Nukleinsäurebereich ein interessierendes Gen enthalten. Sie vermögen dieses in einer Spezies oder einer Zellinie über mehrere Generationen oder Zellteilungen hinweg als vom übrigen Genom unabhängig replizierendes, stabiles genetisches Element zu etablieren. Vektoren sind insbesondere bei der Verwendung in Bakterien spezielle Plasmide, also zirkuläre genetische Elemente. Man unterscheidet in der Gentechnik einerseits zwischen solchen Vektoren, die der Lagerung und somit gewissermaßen auch der gentechnischen Arbeit dienen, den sogenannten Klonierungsvektoren, und andererseits denen, die die Funktion erfülllen, das interessierende Gen in der Wirtszelle zu realisieren, das heißt, die Expression des betreffenden Proteins zu ermöglichen. Diese Vektoren werden als Expressionsvektoren bezeichnet.Changes in the nucleotide sequence, such as can be brought about, for example, by known molecular biological methods, are referred to as mutations. Depending on the type of change, deletion, insertion or substitution mutations are known, for example, or those in which different genes or parts of genes are fused to one another (shuffling); these are gene mutations. The associated organisms are called mutants. The proteins derived from mutant nucleic acids are called variants. For example, deletion, insertion or substitution mutations or fusions lead to deletion, insertion or substitution mutations or fusion genes and at the protein level to corresponding deletion, insertion or substitution variants or fusion proteins. For the purposes of the present invention, vectors are understood to mean elements consisting of nucleic acids which contain a gene of interest as the characteristic nucleic acid region. They are able to establish this in a species or a cell line over several generations or cell divisions as a stable genetic element that replicates independently of the rest of the genome. Especially when used in bacteria, vectors are special plasmids, i.e. circular genetic elements. In genetic engineering, a distinction is made on the one hand between such vectors, which are used for storage and thus to a certain extent also for genetic engineering work, the so-called cloning vectors, and on the other hand, those which fulfill the function of realizing the gene of interest in the host cell, i.e. the expression of the enable relevant protein. These vectors are called expression vectors.
Durch Homologisierung, das heißt Vergleich mit bekannten Enzymen, wie er beispielsweise über ein Alignment vorgenommen wird, läßt sich aus der Aminosäureoder Nukleotid-Sequenz die enzymatische Aktivität eines betrachteten Enzyms folgern. Diese kann durch andere Bereiche des Proteins, die nicht an der eigentlichen Reaktion beteiligt sind, qualitativ oder quantitativ modifiziert werden. Dies könnte beispielsweise die Enzymstabilität, die Aktivität, die Reaktionsbedingungen oder die Substratspezifität betreffen.By homologation, that is to say comparison with known enzymes, as is carried out, for example, via an alignment, the enzymatic activity of an enzyme under consideration can be deduced from the amino acid or nucleotide sequence. This can be qualitatively or quantitatively modified by other areas of the protein that are not involved in the actual reaction. This could affect enzyme stability, activity, reaction conditions or substrate specificity, for example.
Unter dem Begriff eines proteolytischen Enzyms oder dem einer Protease sind deshalb über die Funktionen der wenigen Aminosäurereste des katalytisch aktiven Zentrums hinaus alle Funktionen zu verstehen, wie sie sich durch das Einwirken des gesamten übrigen Proteins oder eines Teils oder mehrerer Teile des übrigen Proteins auf die eigentlich katalytisch aktiven Bereiche ergeben. Auch allein solche modifizierenden Funktionen oder Teilaktivitäten werden, sofern sie eine Proteolyse- Reaktion unterstützen, im Sinne der Erfindung als proteolytische Aktivität angesehen. Zu solchen Hilfsfunktionen oder Teilaktivitäten gehören beispielsweise die Bindung eines Substrats, eines Zwischen- oder Endprodukts, die Aktivierung oder die Inhibierung oder Vermittlung eines regulierenden Einflusses auf die hydrolytische Aktivität. Dabei kann es sich beispielsweise auch um die Ausbildung eines Strukturelements handeln, das fern vom aktiven Zentrum liegt. Die zweite Voraussetzung dafür, daß es sich um ein erfindungsgemäßes proteolytisches Protein handelt, ist allerdings, daß sich durch das chemische Verhalten der eigentlich aktiven Reste allein oder zusätzlich durch das Einwirken der modifizierenden Teile eine Hydrolyse von Peptid-Bindungen ergibt. Es ist darüberhinaus möglich, daß auch die Aktivitäten anderer Proteasen durch einen oder mehrere Teile, beispielsweise des erfindungsgemäßen Proteins qualitativ oder quantitativ modifiziert werden. Diese Beeinflussung anderer Faktoren wird ebenfalls als proteolytische Aktivität angesehen. Proteolytisch aktive Enzyme sind auch solche, deren Aktivität zu einem gegebenen Zeitpunkt, etwa duch einen Inhibitor blockiert ist. Entscheidend ist ihre prinzipielle Eignung zur entsprechenden Proteolyse-Reaktion.The term a proteolytic enzyme or that of a protease is therefore to be understood, in addition to the functions of the few amino acid residues of the catalytically active center, to all functions which actually affect the action of the entire remaining protein or part or more parts of the remaining protein result in catalytically active areas. Even such modifying functions or partial activities, provided they support a proteolysis reaction, are regarded as proteolytic activity in the sense of the invention. Such auxiliary functions or partial activities include, for example, the binding of a substrate, an intermediate or end product, the activation or the inhibition or mediation of a regulating influence on the hydrolytic activity. For example, this can also be the formation of a structural element that is remote from the active center. The second prerequisite for the fact that it is a proteolytic protein according to the invention is, however, that the chemical behavior of the actually active residues alone or additionally by the Exposure of the modifying parts results in hydrolysis of peptide bonds. It is also possible for the activities of other proteases to be qualitatively or quantitatively modified by one or more parts, for example the protein according to the invention. This influence on other factors is also considered to be proteolytic activity. Proteolytically active enzymes are also those whose activity is blocked at a given point in time, for example by an inhibitor. Their fundamental suitability for the corresponding proteolysis reaction is crucial.
Unter Fragmenten werden alle Proteine oder Peptide verstanden, die kleiner sind als natürliche Proteine oder solche, die vollständig translatierten Genen entsprechen, und beispielsweise auch synthetisch erhalten werden können. Aufgrund ihrer Aminosäuresequenzen können sie den betreffenden vollständigen Proteinen zugeordnet werden. Sie können beispielsweise gleiche Strukturen annehmen oder proteolytische Aktivitäten oder Teilaktivitäten ausüben, wie beispielsweise die Komplexierung eines Substrats. Fragmente und Deletionsvarianten von Ausgangsproteinen sind prinzipiell gleichartig; während Fragmente eher kleinere Bruchstücke darstellen, fehlen den Deletionsmutanten eher nur kurze Bereiche, und damit nur einzelne Teilfunktionen.Fragments are understood to mean all proteins or peptides that are smaller than natural proteins or those that correspond to fully translated genes and that can also be obtained synthetically, for example. Based on their amino acid sequences, they can be assigned to the complete proteins concerned. For example, they can take on the same structures or have proteolytic or sub-activities, such as complexing a substrate. Fragments and deletion variants of parent proteins are basically the same; whereas fragments represent smaller fragments, the deletion mutants tend to lack only short areas, and thus only partial functions.
Unter Chimären oder hybriden Proteinen sind im Sinne der vorliegenden Anmeldung solche Proteine zu verstehen, die aus Elementen zusammengesetzt sind, die natürlicherweise von verschiedenen Polypeptidketten aus demselben Organismus oder aus verschiedenen Organismen stammen. Dieses Vorgehen wird auch Shuffling oder Fusionsmutagenese genannt. Der Sinn einer solchen Fusion kann beispielsweise darin bestehen, mithilfe des heranfusionierten erfindungsgemäßen Proteinteils eine enzymatische Funktion herbeizuführen oder zu modifizieren. Es ist dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung unwesentlich, ob solch ein chimäres Protein aus einer einzelnen Polypeptidkette oder mehreren Untereinheiten besteht, auf welche sich unterschiedliche Funktionen verteilen können. Zur Realisierung der letztgenannten Alternative ist es beispielsweise möglich, posttranslational oder erst nach einem Aufreinigungsschritt durch eine gezielte proteolytische Spaltung eine einzelne chimäre Polypeptidkette in mehrere zu zerlegen.For the purposes of the present application, chimeras or hybrid proteins are understood to mean those proteins which are composed of elements which naturally originate from different polypeptide chains from the same organism or from different organisms. This procedure is also called shuffling or fusion mutagenesis. The purpose of such a fusion can be, for example, to bring about or to modify an enzymatic function with the aid of the protein part according to the invention fused into it. In the context of the present invention, it is immaterial whether such a chimeric protein consists of a single polypeptide chain or several subunits, over which different functions can be distributed. To implement the latter alternative, it is possible, for example, to split a single chimeric polypeptide chain into several post-translationally or only after a purification step by means of a targeted proteolytic cleavage.
Unter durch Insertionsmutation erhaltene Proteinen sind solche Varianten zu verstehen, die über an sich bekannte Methoden durch Einfügen eines Nukleinsäure-, beziehungsweise Proteinfragments in die Ausgangssequenzen erhalten worden sind. Sie sind ihrer prinzipiellen Gleichartigkeit wegen den Chimären Proteinen zuzuordnen. Sie unterscheiden sich von jenen lediglich im Größenverhältnis des unveränderten Proteinteils zur Größe des gesamten Proteins. In solchen insertionsmutierten Proteinen ist der Anteil an Fremdprotein geringer als in Chimären Proteinen.Proteins obtained by insertion mutation are to be understood as those variants which have been obtained by methods known per se by inserting a nucleic acid or protein fragment into the starting sequences. she are assigned to the chimeric proteins because of their principle similarity. They differ from those only in the size ratio of the unchanged protein part to the size of the entire protein. The proportion of foreign protein in such insertion-mutated proteins is lower than in chimeric proteins.
Inversionsmutagenese, also eine partielle Sequenzumkehrung, kann als Sonderform sowohl der Deletion, als auch der Insertion angesehen werden. Dasselbe gilt für eine von der ursprünglichen Aminosäureabfolge abweichende Neugruppierung verschiedener Molekülteile. Sie kann sowohl als Deletionsvariante, als Insertionsvariante, als auch als Shuffling-Variante des ursprünglichen Proteins angesehen werden.Inversion mutagenesis, i.e. a partial reversal of the sequence, can be viewed as a special form of both deletion and insertion. The same applies to a regrouping of different parts of the molecule that deviates from the original amino acid sequence. It can be viewed both as a deletion variant, as an insertion variant, and as a shuffling variant of the original protein.
Unter Derivaten werden im Sinne der vorliegenden Anmeldung solche Proteine verstanden, deren reine Aminosäurekette chemisch modifiziert worden ist. Solche Derivatisierungen können beispielsweise biologisch im Zusammenhang mit der Proteinbiosynthese durch den Wirtsorganismus erfolgen. Hierfür können technisch molekularbiologische Methoden eingesetzt werden. Sie können aber auch chemisch durchgeführt werden, etwa durch die chemische Umwandlung einer Seitenkette einer Aminosäure oder durch kovalente Bindung einer anderen Verbindung an das Protein. Bei solch einer Verbindung kann es sich beispielsweise auch um andere Proteine handeln, die beispielsweise über bifunktionelle chemische Verbindungen an erfindungsgemäße Proteine gebunden werden. Derartige Modifikationen können beispielsweise die Substratspezifität oder die Bindungsstärke an das Substrat beeinflussen oder eine vorübergehende Blockierung der enzymatischen Aktivität herbeiführen, wenn es sich bei der angekoppelten Substanz um einen Inhibitor handelt. Dies kann beispielsweise für den Zeitraum der Lagerung sinnvoll sein. Ebenso ist unter Derivatisierung die kovalente Bindung an einen makromolekularen Träger zu verstehen.In the context of the present application, derivatives are understood to mean those proteins whose pure amino acid chain has been chemically modified. Such derivatizations can take place, for example, biologically in connection with protein biosynthesis by the host organism. Technically, molecular biological methods can be used for this. However, they can also be carried out chemically, for example by chemically converting a side chain of an amino acid or by covalently binding another compound to the protein. Such a compound can also be, for example, other proteins which are bound to proteins according to the invention, for example, via bifunctional chemical compounds. Such modifications can, for example, influence the substrate specificity or the binding strength to the substrate or can temporarily block the enzymatic activity if the coupled substance is an inhibitor. This can be useful for the storage period, for example. Derivatization should also be understood to mean covalent binding to a macromolecular carrier.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung werden alle Enzyme, Proteine, Fragmente und Derivate, sofern sie nicht explizit als solche angesprochen zu werden brauchen, unter dem Oberbegriff Proteine zusammengefaßt.For the purposes of the present invention, all enzymes, proteins, fragments and derivatives, unless they need to be explicitly addressed as such, are summarized under the generic term proteins.
Unter der Leistung eines Enzyms wird dessen Wirksamkeit im jeweils betrachteten technischen Bereich verstanden. Diese basiert auf der eigentlichen enzymatischen Aktivität, hängt darüberhinaus aber von weiteren, für den jeweiligen Prozeß relevanten Faktoren ab. Dazu gehören beispielsweise Stabilität, Substratbindung, Wechselwirkung mit dem das Substrat tragenden Material oder Wechselwirkungen mit anderen Inhaltsstoffen, insbesondere Synergien.The performance of an enzyme is understood to mean its effectiveness in the technical area under consideration. This is based on the actual enzymatic activity, but also depends on other factors relevant to the respective process. This includes, for example, stability, substrate binding, interaction with the material carrying the substrate or interactions with other ingredients, especially synergies.
Unter der Waschleistung oder der Reinigungsleistung eines Mittels ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung der Effekt zu verstehen, den das betrachtete Mittel auf die verschmutzten Artikel, beispielsweise Textilien oder Gegenstände mit harten Oberflächen ausübt. Einzelne Komponenten solcher Mittel, beispielsweise einzelne Enzyme, werden hinsichtlich ihres Beitrags zur Wasch- oder Reinigungsleistung des gesamten Mittels beurteilt. Denn aus den enzymatischen Eigenschaften eines Enzyms kann nicht ohne weiteres auf seinen Beitrag zur Waschleistung eines Mittels geschlossen werden. Hier spielen als weitere Faktoren beispielsweise Stabilität, Substratbindung, Bindung an das Reinigungsgut oder Wechselwirkungen mit anderen Inhaltsstoffen der Mittel, insbesondere Synergien bei der Entfernung der Verschmutzungen eine Rolle.For the purposes of the present application, the washing performance or the cleaning performance of an agent is to be understood as the effect that the agent in question has on the soiled articles, for example textiles or objects with hard surfaces. Individual components of such agents, for example individual enzymes, are assessed with regard to their contribution to the washing or cleaning performance of the entire agent. Because the enzymatic properties of an enzyme cannot be used to infer its contribution to the washing performance of an agent. Stability, substrate binding, binding to the items to be cleaned or interactions with other ingredients of the detergents, in particular synergies in the removal of the contaminants, play a role here as further factors.
Die vorliegende Patentanmeldung hat hinsichtlich der gestellten Aufgabe die Strategie verfolgt, das Subtilisin aus Bacillus lentus DSM 5483 insbesondere gegenüber den in den Anmeldungen WO 91/02792 A1 , WO 92/21760 A1 und WO 95/23221 A1 offenbarten Molekülen, und ganz besonders gegenüber den Varianten M131 S3T/V4I/A188PΛ/193M/V199I und F49 S3TΛ 4I/A188P/V193MΛ/199I/L211 D für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln weiter zu verbessern. Die zugehörige technische Lehre läßt sich entsprechend auch auf andere, insbesondere hochverwandte Proteasen, ganz besonders vom Subtilisin-Typ anwenden.With regard to the task at hand, the present patent application pursued the strategy of subtilisin from Bacillus lentus DSM 5483, in particular in relation to the molecules disclosed in applications WO 91/02792 A1, WO 92/21760 A1 and WO 95/23221 A1, and very particularly in relation to the Variants M131 S3T / V4I / A188PΛ / 193M / V199I and F49 S3TΛ 4I / A188P / V193MΛ / 199I / L211 D for use in detergents and cleaning agents. The associated technical teaching can accordingly also be applied to other, in particular highly related proteases, very particularly of the subtilisin type.
Besonders erfindungswesentlich sind die Positionen 3, 4, 61 , 199 und 211 der maturen Proteine gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus DSM 5483 (WO 92/21760 A1). Diese lassen sich gemäß Tabelle 1 mit denen aus den wichtigsten Subtilisinen homologisieren; diese Homologisierung läßt sich auf alle anderen Subtilisine übertragen. So ist beispielsweise in dem Artikel „Subtilases: Subtilisin-like Proteases" von R. Siezen, Seite 75-95 in „Subtilisin enzymes", herausgegegeben von R. Bott und C. Betzel, New York, 1996, ein Alignment von über 20 Subtilisinen relativ zur der bekannten Sequenz von Subtilisin BPN' dargestellt. Tabelle 1 : Homologisierung der fünf besonders erfindungswesentlichen Positionen.Positions 3, 4, 61, 199 and 211 of the mature proteins according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus DSM 5483 (WO 92/21760 A1) are particularly important to the invention. According to Table 1, these can be homologized with those from the most important subtilisins; this homologation can be applied to all other subtilisins. For example, in the article "Subtilases: Subtilisin-like Proteases" by R. Siezen, pages 75-95 in "Subtilisin enzymes", edited by R. Bott and C. Betzel, New York, 1996, an alignment of over 20 subtilisins relative to the known sequence of subtilisin BPN '. Table 1: Homologation of the five positions that are particularly important to the invention.
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Ein Alignment der Aminosäuresequenzen der erfindungsgemäßen ß. /enfr/s-Alkalischen Protease-Varianten S3T/V4I/G61A/V199I und S3TΛ/4I/G61AΛ/199I/L211 D mit diesen wichtigsten, einleitend beschriebenen Subtilisinen, nämlich Subtilisin 309 (Savinase®), Subtilisin PB92, Subtilisin Carlsberg und Subtilisin BPN' wird auch in Figur 1 der vorliegenden Patentanmeldung gezeigt.An alignment of the amino acid sequences of the β according to the invention. / enfr / s-Alkaline protease variants S3T / V4I / G61A / V199I and S3TΛ / 4I / G61AΛ / 199I / L211 D with these most important subtilisins described in the introduction, namely Subtilisin 309 (Savinase ® ), Subtilisin PB92, Subtilisin Carlsberg and Subtilisin BPN 'is also shown in Figure 1 of this patent application.
Die Übertragbarkeit der Lehre der vorliegenden Erfindung beruht auf den hohen strukturellen Übereinstimmungen zwischen den Subtilisinen und dem weitgehend gleichen Reaktionsmechnismus. Somit ist zu erwarten, daß die genannten Punktmutationen jeweils im Kontext des betreffenden Moleküls vergleichbare Wirkungen entfalten. Insbesondere ist aufgrund der Lehre der vorliegenden Patentanmeldung zu erwarten, daß solche Subtilisine, die in Stand der Technik bereits in Hinblick auf ihren Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln entwickelt worden sind, durch Übernahme dieser Punktmutationen bezüglich ihrer Beiträge zu den Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistungen weiter verbessert werden können.The transferability of the teaching of the present invention is based on the high structural similarities between the subtilisins and the largely identical reaction mechanism. It can therefore be expected that the point mutations mentioned will each have comparable effects in the context of the molecule in question. In particular, on the basis of the teaching of the present patent application, it is to be expected that such subtilisins, which have already been developed in the prior art with regard to their use in detergents and cleaning agents, will continue by adopting these point mutations with regard to their contributions to the washing or cleaning services can be improved.
Für die Position 61 gemäß der Zählung derß. /etrtus-Alkalischen Protease sind im Stand der Technik (siehe oben) Austausche gegen die Aminosäuren N, D, Q, E, P und S, insbesondere in Kombination mit anderen, die vorliegende Erfindung nicht betreffenden Punktmutationen beschrieben worden. Substitutionen gegen die neutrale, eine Hydroxylgruppe enthaltende Aminosäure Threonin, gegen die basischen Aminosäuren Histidin, Lysin, Arginin, gegen die aromatischen Aminosäuren Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, gegen die schwefelhaltigen Aminosäuren Cystein, Methionin und gegen die aliphatischen Aminosäuren Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin sind bislang noch nicht beschrieben worden; insbesondere nicht mit dem Ziel, dadurch die Leistung des Enzyms, und zwar besonders seinen Beitrag zur Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistung eines entsprechenden Mittels zu verbessern. Dies leistet die vorliegende Patentanmeldung.For position 61 as counted this. / etrtus alkaline proteases have been described in the prior art (see above) for exchanges for the amino acids N, D, Q, E, P and S, in particular in combination with other point mutations not relating to the present invention. Substitutions against the neutral amino acid threonine containing a hydroxyl group, against the basic amino acids histidine, lysine, arginine, against the aromatic amino acids phenylalanine, tyrosine, Tryptophan, against the sulfur-containing amino acids cysteine, methionine and against the aliphatic amino acids alanine, valine, leucine, isoleucine have not yet been described; in particular not with the aim of thereby improving the performance of the enzyme, specifically its contribution to the washing or cleaning performance of a corresponding agent. This is achieved by the present patent application.
Der vorliegenden Erfindung zufolge handelt es sich bei dem leistungsverbessernden Austausch in Position 61 vorzugsweise um einen gegen eine aliphatische Aminosäure, nämlich Alanin, Valin, Leucin oder Isoleucin, besonders bevorzugt gegen Alanin. Denn dieses kennzeichnet die in den Beispielen untersuchten Varianten ß. /enfrts-Alkalische Protease S3TΛ/4I/G61A/V199I und ß. teπft/s-Alkalische ProteaseAccording to the present invention, the performance-improving exchange in position 61 is preferably one for an aliphatic amino acid, namely alanine, valine, leucine or isoleucine, particularly preferably for alanine. Because this characterizes the variants examined in the examples. / enfrts-Alkaline protease S3TΛ / 4I / G61A / V199I and ß. teπft / s-alkaline protease
S3T/V4I/G61A/V199I/L211 D. Denn überraschenderweise wurde gefunden, daß ein Austausch der Aminosäure Glycin in der Position 61 gegen eine andere Aminosäure, insbesondere gegen eine aliphatische Aminosäure und ganz besonders gegen Alanin einen erhöhten Beitrag zur Waschleistung ergibt.S3T / V4I / G61A / V199I / L211 D. Surprisingly, it was found that an exchange of the amino acid glycine in position 61 for another amino acid, in particular for an aliphatic amino acid and very particularly for alanine, makes an increased contribution to washing performance.
Als die Variante eines Subtilisins aus Bacillus lentus, die zu der erfindungsgemäßen Variante ß. /etrtws-Alkalische Protease S3TΛ/4I/G61AΛ 199I/L211 D das höchste Maß an Übereinstimmung aufweist, kann die aus WO 95/23221 A1 bekannte ß. /etrfi/s-Alkalische Protease-Variante F49 mit den kennzeichnenden AustauschenAs the variant of a subtilisin from Bacillus lentus, which to the variant ß. / etrtws-Alkaline Protease S3TΛ / 4I / G61AΛ 199I / L211 D has the highest degree of agreement, the ß known from WO 95/23221 A1. / etrfi / s-Alkaline protease variant F49 with the characteristic exchanges
S3TΛ 4I/A188PΛ/193M/V199I/L211 D angesehen werden. Die zu S3T/V4I/G61AΛ/199I nächstähnliche Variante ist dementsprechend die aus WO 92/21760 A1 bekannte und in WO 95/23221 A1 als M131 bezeichnete ß. /entos-Alkalische Protease-Variante S3TΛ/4I/A188P/V193MΛ 199I.S3TΛ 4I / A188PΛ / 193M / V199I / L211 D can be viewed. The variant closest to S3T / V4I / G61AΛ / 199I is accordingly the β known from WO 92/21760 A1 and referred to in WO 95/23221 A1 as M131. / entos alkaline protease variant S3TΛ / 4I / A188P / V193MΛ 199I.
An die Stelle der beiden Austausche A188P und V193M ist bei der vorliegenden Erfindung also jeweils eine Variation der Position 61 getreten. Wie beispielsweise aus der Anmeldung WO 95/30011 A2 zu ersehen ist, liegt die Aminosäure 193 vonß. lentus- Subtilisinen am Anfang des 6. Loops, während die Aminosäure 188 keinem Loop, sondern dem dazwischen liegenden kompakten Bereich des Proteins zuzuordnen ist. Insofern liegen beide Mutationen in strukturell unterschiedlichen Bereichen des Moleküls. Mit der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise gefunden, daß eine Reversion der beiden Positionen 188 und 193 zu den Aminosäuren des Wildtyps und eine zusätzliche Mutation in der Position 61 , also im 1. Loop, ein Enzym ergibt, das den bisher bekannten Enzymen, insbesondere den bislang bekannten Varianten von ß. /enfx/s-Alkalische Protease in seiner Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistung überlegen ist. Dies belegen insbesondere die in den Beispielen 3, 5 und 7 dargestellten Ergebnisse.Instead of the two exchanges A188P and V193M, a variation of position 61 has thus taken place in the present invention. As can be seen, for example, from application WO 95/30011 A2, amino acid 193 is located in beta. lentus subtilisins at the beginning of the 6th loop, while amino acid 188 is not a loop but the compact region of the protein in between. In this respect, both mutations lie in structurally different areas of the molecule. It was surprisingly found with the present invention that a reversion of the two positions 188 and 193 to the amino acids of the wild type and an additional mutation in the position 61, that is to say in the 1st loop, gives an enzyme which previously known enzymes, especially the previously known variants of ß. / enfx / s-Alkaline protease is superior in its washing or cleaning performance. This is demonstrated in particular by the results shown in Examples 3, 5 and 7.
Beispielsweise in den Anmeldungen CA 2049097 A1 , EP380362 A1 und WO95/30010 A1 (siehe oben) werden zwar Variationen in der Position 61 vorgeschlagen, jedoch nur zu sauren Aminosäuren. In einer Serie von Anmeldungen zur Punktmutagenese an Subtilisinen, darunter WO 96/28556 A2 und insbesondere WO 95/30011 A2 (siehe oben) werden für die Position 61 (in den meisten Subtilisinen natürlicherweise Glycin) zusätzlich solche Austausche beschrieben (N, D, Q, E, P und S), die lokal sehr drastische Änderungen für das Molekül bedeuten und wahrscheinlich auch die vom ersten Loop ausgeübten Substrat-Wechselwirkungen beeinflussen. In EP 398539 B1 wird dagegen sogar eine Mutagenese vorgeschlagen, die dazu führt, daß an dieser Stelle in dem betreffenden Subtilisin die Aminosäure Glycin überhaupt erst eingeführt wird, während sie bei dem Subtilisin aus Bacillus lentus natürlicherweise dort vorhanden ist. Angesichts dieses Stands der Technik ist es überraschend, daß sich gerade eine Änderung in dieser Position, insbesondere zu einer Aminosäure mit einer aliphatischen Seitenkette, und ganz besonders zu Alanin vorteilhaft auf die vom Enzym ausgeübte Reaktion, auswirkt.For example, in applications CA 2049097 A1, EP380362 A1 and WO95 / 30010 A1 (see above) variations in position 61 are proposed, but only for acidic amino acids. In a series of applications for point mutagenesis on subtilisins, including WO 96/28556 A2 and in particular WO 95/30011 A2 (see above), such exchanges are also described for position 61 (naturally glycine in most subtilisins) (N, D, Q , E, P and S), which mean very drastic changes for the molecule locally and probably also influence the substrate interactions exerted by the first loop. In contrast, EP 398539 B1 even proposes a mutagenesis which leads to the fact that the amino acid glycine is only introduced at this point in the subtilisin in question, whereas it is naturally present there in the subtilisin from Bacillus lentus. In view of this prior art, it is surprising that a change in this position, in particular to an amino acid with an aliphatic side chain, and very particularly to alanine, has an advantageous effect on the reaction carried out by the enzyme.
Aus der Sicht des anwendungstechnischen Einsatzes, insbesondere in Wasch- und Reinigungsmitteln ist das Überraschende, daß dies zu einer Leistungsverbesserung, insbesondere zu einer Verbesserung des Beitrags derartiger Enzyme zur Wasch- und Reinigungsleistung an verschiedenen Anschmutzungen führt. Dies wird in den Ausführungsbeispielen 2 bis 7 der vorliegenden Anmeldung gezeigt.From the point of view of technical application, in particular in detergents and cleaning agents, the surprising thing is that this leads to an improvement in performance, in particular to an improvement in the contribution of such enzymes to the washing and cleaning performance of various soils. This is shown in the exemplary embodiments 2 to 7 of the present application.
Entsprechend diesen Beobachtungen sind weiterhin solche Varianten bevorzugt, die zusätzlich zu den genannten Austauschen in Position 61 gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 199 die Aminosäure Isoleucin aufweisen. Der Einfluß dieses Austauschs auf die enzymatischen Eigenschaften des Subtilisins aus Bacillus lentus DSM 5483 sind beispielsweise in WO 92/21760 A1 beschrieben worden. Weiter bevorzugt sind Alkalische Proteasen vom Subtilisin-Typ, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 199 Isoleucin, in Position 211 Asparaginsäure und in Position 61 eine der Aminosäuren Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Cystein, Methionin, Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, Threonin, Histidin, Lysin oder Arginin, vorzugsweise Alanin, Valin, Leucin oder Isoleucin, besonders bevorzugt Alanin aufweisen. Das betrifft sowohl natürliche als auch durch Mutagenese erhaltene Moleküle mit diesen Aminosäuren in diesen Positionen.According to these observations, those variants are preferred which, in addition to the exchanges mentioned in position 61, have the amino acid isoleucine according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 199. The influence of this exchange on the enzymatic properties of the subtilisin from Bacillus lentus DSM 5483 have been described, for example, in WO 92/21760 A1. Further preferred are alkaline proteases of the subtilisin type, which are characterized in that according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 199 isoleucine, in position 211 aspartic acid and in position 61 one of the amino acids alanine, valine, leucine, isoleucine, cysteine , Methionine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, threonine, histidine, lysine or arginine, preferably alanine, valine, leucine or isoleucine, particularly preferably alanine. This applies to both natural and mutagenesis-derived molecules with these amino acids in these positions.
Der Beitrag des Aminosäurerestes Asparaginsäure in Position 211 zur Steigerung der Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistung eines entsprechenden Mittels geht beispielsweise aus Beispiel 10 der Anmeldung WO 95/23221 A1 hervor.The contribution of the amino acid residue aspartic acid in position 211 to increasing the washing or cleaning performance of a corresponding agent can be seen, for example, from example 10 of application WO 95/23221 A1.
Vorzugsweise sind erfindungsgemäße Alkalische Proteasen dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Stabilisierung aufweisen. Denn dadurch wird ihre Stabilität bei der Lagerung und/oder während ihres Einsatzes erhöht, so daß die vorteilhafte Wirkung der zuvor genannten Aminosäuren, beziehungsweise Aminosäureaustausche länger anhält und damit verstärkt wird.Alkaline proteases according to the invention are preferably characterized in that they have at least one stabilization. Because this increases their stability during storage and / or during their use, so that the advantageous effect of the aforementioned amino acids or amino acid exchanges lasts longer and is thus enhanced.
Die Stabilität erfindungsgemäßer Proteasen kann beispielsweise durch Kopplung an Polymere erhöht werden. Solch eine Methode wird beispielsweise in dem Patent US 5230891 beschrieben. Sie erfordert, daß die Proteine vor ihrem Einsatz in entsprechenden Mitteln über einen chemischen Kopplungsschritt mit derartigen Polymeren verbunden werden.The stability of proteases according to the invention can be increased, for example, by coupling to polymers. Such a method is described for example in the patent US 5230891. It requires that the proteins are linked to such polymers via a chemical coupling step before they are used in appropriate agents.
Bevorzugt sind Stabilisierungen, die über Punktmutagenese des Moleküls selbst möglich sind. Denn diese erfordern im Anschluß an die Proteingewinnung keine weiteren Arbeitsschritte. Einige hierfür geeigneten Punktmutationen sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. So können gemäß den Patenten US 6087315 und US 6110884 Proteasen dadurch stabilisiert werden, daß man bestimmte Tyrosin-Reste gegen andere austauscht. Übertragen auf erfindungsgemäße, von Bacillus lentus abgeleitete Proteine würde dies Austausche der Tyrosin-Reste in den Positionen 89, 161 , 165, 208 und 257 gemäß der SEQ ID NO. 2 bedeuten; die beiden anderen dort angegebenen Positionen werden in ß. /enfc/s-Alkalische Protease ohnehin schon von Tyrosin eingenommen. Andere Möglichkeiten sind beispielsweise:Stabilizations that are possible via point mutagenesis of the molecule itself are preferred. Because these do not require any further work steps after the protein extraction. Some point mutations suitable for this are known per se from the prior art. According to the patents US 6087315 and US 6110884 proteases can be stabilized by exchanging certain tyrosine residues for others. Transferred to proteins according to the invention derived from Bacillus lentus, this would replace the tyrosine residues in positions 89, 161, 165, 208 and 257 according to SEQ ID NO. 2 mean; the other two positions specified there are in ß. / enfc / s-Alkaline protease already ingested by tyrosine. Other options include:
- Der Austausch bestimmter Aminosäurereste gegen Prolin gemäß EP 583339 B1 ; das würde für Enzyme, die sich von ß. lentus ableiten, die Austausche S55P, A96P, A166P, A188P und/oder S253P bedeuten);- The exchange of certain amino acid residues for proline according to EP 583339 B1; that would be for enzymes that are different from ß. derive lentus, which mean exchanges S55P, A96P, A166P, A188P and / or S253P);
- die Einführung polarerer oder geladener Gruppen auf der Oberfläche des Moleküls gemäß EP 995801 A1 ;- The introduction of more polar or charged groups on the surface of the molecule according to EP 995801 A1;
- Veränderung der Bindung von Metallionen, insbesondere der Calcium-Bindungsstellen, beispielsweise gemäß der Lehre der Anmeldungen WO 88/08028 A1 und WO 88/08033 A Gemäß der ersten dieser Schriften müßten eine oder mehrere der an der Calcium-Bindung beteiligten Aminosäure-Reste gegen negativ geladene Aminosäuren ausgetauscht werden. Nach der Publikation von D.W. Goddette et al. (1992) in J. Mol. Bioi, Band 228, Seiten 580-595, besitzt das Subtilisin aus Bacillus lentus folgende zwei Calcium-Bindungsstellen: Ca1 (mit hoher Bindungsaffinität), umfassend die Positionen 2 Q(s), D40 (s, 2x), L73*, N75 (m), I77 (s), V79 (m) und die Stelle Ca3 (mit niedriger Bindungsaffinität) umfassend die Positionen A168, A163, Y165, Wasser 273, 317; jeweils gemäß der Numerierung des Subtilisins aus Bacillus lentus.- Change in the binding of metal ions, in particular the calcium binding sites, for example according to the teaching of the applications WO 88/08028 A1 and WO 88/08033 A negatively charged amino acids are exchanged. After the publication by D.W. Goddette et al. (1992) in J. Mol. Bioi, volume 228, pages 580-595, the subtilisin from Bacillus lentus has the following two calcium binding sites: Ca1 (with high binding affinity), comprising the positions 2 Q (s), D40 (s, 2x), L73 *, N75 (m), I77 (s), V79 (m) and the site Ca3 (with low binding affinity) comprising positions A168, A163, Y165, water 273, 317; each according to the numbering of the Bacillus lentus subtilisin.
- Gemäß der Lehre der Anmeldung WO 88/08033 A1 müßten zur Stabilisierung über die Calcium-Bindung gleichzeitig in mindestens einer der Folgen der beiden Reste Arginin/Glycin Punktmutationen eingeführt werden; dies betrifft beispielsweise in Subtilisinen aus Bacillus lentus die NG-Folgen in den Positionen 60/61 , 115/116 und 212/213.- According to the teaching of the application WO 88/08033 A1, point mutations would have to be introduced simultaneously in at least one of the sequences of the two residues arginine / glycine for stabilization via the calcium bond; in subtilisins from Bacillus lentus, for example, this affects the NG sequences in positions 60/61, 115/116 and 212/213.
- Gemäß dem Patent US 5453372 können Proteine durch bestimmte Mutationen auf der Oberfläche gegen den Einfluß von denaturierenden Agentien wie Tensiden geschützt werden; den dort angegebenen Positionen entsprechen in ß. /en us-Alkalische Protease die Positionen 134, 155, 158, 164, 188 und/oder 189.- According to the patent US 5453372, proteins can be protected against the influence of denaturing agents such as surfactants by certain mutations on the surface; correspond to the positions given there in ß. / en us-Alkaline protease positions 134, 155, 158, 164, 188 and / or 189.
Weitere vergleichbare Möglichkeiten werden in den Patenten US 5340735, US 5500364, US 5985639 und US 6136553 angegeben.Further comparable possibilities are given in the patents US 5340735, US 5500364, US 5985639 and US 6136553.
Vorzugsweise handelt es sich bei einer solchen Stabilisierung für erfindungsgemäße Alkalische Proteasen um die durch die Aminosäure Threonin in Position 3 gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus. Denn beispielsweise aus Tabelle 3 der Anmeldung WO 92/21760 A1 geht hervor, daß dieser Austausch das Molekül gegenüber dem Wildtypenzym sowohl gegenüber erhöhter Temperatur als auch gegenüber dem Einwirken von Tensiden stabilisiert. Der N-Terminus des Moleküls, zu dem die Positionen 3 und 4 gehören, liegt nach dem Processing an der Oberfläche, und zwar am Ende der Spalte mit dem aktiven Zentrum. Dieses lose Ende steht mit dem Rest des Moleküls insbesondere über nicht-kovalente Wechselwirkungen in Kontakt und leistet somit einen Beitrag zur Aufrechterhaltung der globulären Struktur. Ohne an diese Theorie gebunden zu sein, kann man annehmen, daß alle Mutationen, die die Flexibilität dieses losen Endes einschränken, zur Stabilität des gesamten Moleküls beitragen.Such a stabilization for alkaline proteases according to the invention is preferably that by the amino acid threonine in position 3 according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus. This is because, for example, Table 3 of application WO 92/21760 A1 shows that this exchange stabilizes the molecule with respect to the wild-type enzyme both against elevated temperature and against the action of surfactants. The N-terminus of the molecule, to which positions 3 and 4 belong, lies on the surface after processing, namely on End of the column with the active center. This loose end is in contact with the rest of the molecule in particular via non-covalent interactions and thus contributes to the maintenance of the globular structure. Without being bound by this theory, one can assume that any mutations that limit the flexibility of this loose end contribute to the stability of the entire molecule.
Ebenso vorzugsweise handelt es sich bei einer solchen Stabilisierung für erfindungsgemäße Alkalische Proteasen um die durch die Aminosäure Isoleucin in Position 4 gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus. Die stabilisierende Wirkung dieses Austauschs geht ebenfalls aus Tabelle 3 der Anmeldung WO 92/21760 A1 hervor.Such a stabilization for alkaline proteases according to the invention is likewise preferably those by the amino acid isoleucine in position 4 according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus. The stabilizing effect of this exchange is also shown in Table 3 of application WO 92/21760 A1.
Besonders bevorzugt wird das Molekül sowohl über den Autausch gegen Threonin in Position 3 als auch den gegen Isoleucin in Position 4 stabilisiert, beziehungsweise in seinem Leistungsprofil modifiziert.The molecule is particularly preferably stabilized via the exchange for threonine in position 3 and that for isoleucine in position 4, or its performance profile is modified.
Denn dementsprechende erfindungsgemäße Subtilisine zeigten in den Beispielen der vorliegenden Anmeldung in entsprechenden Wasch-, beziehungsweise Reinigungsmittelrezepturen Leistungssteigerungen gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Enzym Savinase®, welches nicht diese Stabilisierung aufweist. Ohne an diese Theorie gebunden zu sein, könnte man vermuten, daß die Stabilität der betreffenden Varianten dazu beiträgt, die Enzyme in der Waschflotte ausreichend lange aktiv zu halten und somit die verbesserte Leistung unterstützt.For corresponding thereto subtilisins according to the invention showed in the examples of the present application in corresponding washing or cleaning agent formulations performance improvements over the process known from the prior art enzyme Savinase ®, which does not have this stabilization. Without being bound by this theory, one could assume that the stability of the variants in question helps to keep the enzymes active in the wash liquor sufficiently long and thus supports the improved performance.
Darüberhinaus kann jeder dieser Austausche auch auf andere Weise die Leistungsfähigkeit des Moleküls, insbesondere in Wasch- und Reinigungsmitteln verbessern, beispielsweise über die Wechselwirkung mit einem Substrat oder mit einem anderen Inhaltsstoff entsprechender Mittel.In addition, each of these exchanges can also improve the performance of the molecule in a different way, in particular in detergents and cleaning agents, for example by interacting with a substrate or with other agents corresponding to the substance.
Besonders bevorzugt sind die Ausführungsformen, bei denen die erfindungsgemäße Alkalische Protease dadurch gekennzeichnet ist, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 3 Threonin, in Position 4 Isoleucin, in Position 61 Alanin und in Position 199 Isoleucin aufweist. Der Beitrag einer solchen Variante zu der Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistung eines entsprechenden Mittels ist in den Beispielen 3, 5 und 7 der vorliegenden Anmeldung dokumentiert.Particularly preferred are the embodiments in which the alkaline protease according to the invention is characterized in that, according to the counting of the Bacillus lentus subtilisin, it has threonine in position 3, isoleucine in position 4, alanine in position 61 and isoleucine in position 199. The contribution of such a variant to the washing or cleaning performance of a corresponding agent is documented in Examples 3, 5 and 7 of the present application.
Ganz besonders bevorzugt sind die Ausführungsformen, bei denen die erfindungsgemäße Alkalische Protease dadurch gekennzeichnet ist, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 3 Threonin, in Position 4 Isoleucin, in Position 61 Alanin, in Position 199 Isoleucin und in Position 211 Asparaginsäure aufweist.The embodiments are particularly preferred in which the alkaline protease according to the invention is characterized in that according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 3 threonine, in position 4 isoleucine, in position 61 alanine, in position 199 isoleucine and in position 211 Has aspartic acid.
Der Beitrag einer solchen Variante zu der Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistung eines entsprechenden Mittels ist in den Beispielen 2, 4 und 6 der vorliegenden Anmeldung dokumentiert.The contribution of such a variant to the washing or cleaning performance of a corresponding agent is documented in Examples 2, 4 and 6 of the present application.
Derartige Varianten leiten sich vorzugsweise von einem Bacillus-Subtilisin, insbesondere von Bacillus /enfc/s-Subtilisin ab.Such variants are preferably derived from a Bacillus subtilisin, in particular from Bacillus / enfc / s subtilisin.
Denn Bacillus-Proteasen weisen von vornherein günstige Eigenschaften für diverse technische Einsatzmöglichkeiten auf. Dazu gehören eine gewisse Stabilität gegenüber erhöhter Temperatur, oxidierenden oder denaturierenden Agentien. Zudem hat man mit mikrobiellen Proteasen die größten Erfahrungen hinsichtlich ihrer biotechnologischen Produktion, was beispielsweise die Konstruktion günstiger Klonierungsvektoren, die Auswahl von Wirtszellen und Fermentationsbedingungen oder die Abschätzung von Risiken, wie beispielsweise die Allergenizität, angeht.Because Bacillus proteases have favorable properties from the outset for various technical applications. This includes a certain stability against elevated temperature, oxidizing or denaturing agents. In addition, microbial proteases have the greatest experience with regard to their biotechnological production, for example in the construction of cheap cloning vectors, the selection of host cells and fermentation conditions or the assessment of risks such as allergenicity.
Ganz besonders die Subtilisine aus Bacillus lentus, beziehungsweise die Subtilisine, die sich von dessen natürlicherweise gebildeten Proteasen ableiten, sind im Stand der Technik etabliert, beispielsweise für den Einsatz in Wasch- und Reinigungsmitteln. Hierzu gehören die eingangs erwähnten Proteasen Subtilisin 147, Subtilisin 309 und ß. /entas-Alkalische Protease. Der Erfahrungsschatz, den man für die Herstellung und den Einsatz dieser Proteasen erworben hat, kommt erfindungsgemäßen Weiterentwicklungen dieser Enzyme zugute. Hierzu gehört beispielsweise ihre Kompatibilität mit anderen chemischen Verbindungen, wie beispielsweise die Inhaltsstoffe von Wasch- oder Reinigungsmitteln. Als geeigneter Ausgangstamm hierfür kann der unter der Hinterlegungsnummer DSM 5483 bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH, Mascheroder Weg 1b, 38124 Braunschweig (http://www.dsmz.de) hinterlegte und beispielsweise in den Anmeldungen WO 91/02792 A1 , WO 92/21760 A1 oder WO 95/23221 A1 beschriebene ß. lentus-Stamm verwendet werden. Von diesem oder von verwandten Stämmen können derartige Varianten unter Anwendung molekularbiologischer Standardmethoden, wie beispielsweise der PCR und an sich bekannten Punktmutagenese-Verfahren hergestellt werden.Especially the subtilisins from Bacillus lentus, or the subtilisins, which are derived from its naturally formed proteases, have been established in the prior art, for example for use in detergents and cleaning agents. These include the proteases mentioned at the beginning, Subtilisin 147, Subtilisin 309 and ß. / entas alkaline protease. The wealth of experience that has been acquired for the production and use of these proteases benefits further developments of these enzymes according to the invention. This includes, for example, their compatibility with other chemical compounds, such as the ingredients of detergents or cleaning agents. A suitable starting strain for this can be found under the deposit number DSM 5483 at the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH, Mascheroder Weg 1b, 38124 Braunschweig (http://www.dsmz.de) and for example in the applications WO 91/02792 A1, WO 92/21760 A1 or WO 95/23221 A1 described ß. lentus strain can be used. Such variants of this or of related strains can be produced using standard molecular biological methods, such as, for example, PCR and point mutagenesis methods known per se.
Die besonders bevorzugten und in den Beispielen beschriebenen Varianten sind über das in Beispiel 1 dargestellte Vorgehen von der ß. /e/7uvs-Alkalischen Protease des ß. lentus abgeleitet worden, der unter der Bezeichnung ATCC 68614 bei der American Type Culture Collection, 10801 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209, USA (http://www.atcc.org) hinterlegt worden ist. Dieses Enzym ist im Sequenzprotokoll der vorliegenden Anmeldung unter SEQ ID NO. 1 , und 2 in seiner Nukleotidsequenz, beziehungsweise seiner Aminosäuresequenz offenbart.The particularly preferred variants described in the examples are of the ß via the procedure shown in example 1. / e / 7uvs-Alkaline protease of ß. lentus, which has been deposited under the designation ATCC 68614 with the American Type Culture Collection, 10801 University Boulevard, Manassas, VA 20110-2209, USA (http://www.atcc.org). This enzyme is in the sequence listing of the present application under SEQ ID NO. 1, and 2 disclosed in its nucleotide sequence and its amino acid sequence.
Diese Sequenz kann beispielsweise zur Konstruktion von Primern verwendet werden, um aus DNA-Präparationen von gram-positiven Bakterien, vorzugsweise gram-positiven Bakterien wie beispielsweise Bacillus lentus eine für solche eine Protease codierende Nukleinsäure herzustellen, gegebenenfalls nach an sich bekannten Methoden zu modifizieren, beispielsweise in Anwendung der Lehre der vorliegenden Anmeldung zu mutagenisieren und zu exprimieren. Aufgrund der Degeneriertheit des genetischen Codes sind darüberhinaus zahlreiche andere Nukleinsäuren denkbar, die ebenfalls für diese Variante codieren und gleichermaßen bevorzugte Alternativen innerhalb dieses Erfindungsgegenstands darstellen.This sequence can be used, for example, for the construction of primers in order to produce a nucleic acid coding for such a protease from DNA preparations of gram-positive bacteria, preferably gram-positive bacteria such as Bacillus lentus, if necessary, for example by methods known per se, for example to mutagenize and express using the teaching of the present application. Due to the degeneracy of the genetic code, numerous other nucleic acids are also conceivable, which also code for this variant and are equally preferred alternatives within this subject matter of the invention.
Hierunter handelt es sich insbesondere um die ß. /enfrys-Alkalische Protease S3T/V4I/G61A/V199I gemäß der im Sequenzprotokoll unter SEQ ID NO. 3 angegebenen Nukleotidsequenz, vor allem aber gemäß der unter SEQ ID NO. 4 angegebenen Aminosäuresequenz. Denn deren verbesserter Beitrag zur Waschleistung ist mit den entsprechenden Anwenungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung belegt.These include in particular the ß. / enfrys-Alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I according to the sequence listing under SEQ ID NO. 3 indicated nucleotide sequence, but especially according to the SEQ ID NO. 4 given amino acid sequence. Because their improved contribution to the washing performance is documented with the corresponding application examples of the present application.
Ebenso bevorzugt ist entsprechend dem oben gesagten eine Alkalische Protease, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein von dem Subtilisin von Bacillus lentus DSM 5483, oder ATCC 68614 abgeleitetes Subtilisin ist, insbesondere ß. lentus-Also preferred according to the above is an alkaline protease which is characterized in that it is one of the subtilisin from Bacillus lentus DSM 5483, or ATCC 68614 derived subtilisin, especially ß. lentus
Alkalische Protease S3T/V4I/G61A/V199I/L211 D gemäß der in SEQ ID NO. 6 angegebenen Aminosäuresequenz, beziehungsweise der in SEQ ID NO. 5 angegebenen Nukleotidsequenz.Alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I / L211 D according to the in SEQ ID NO. 6 indicated amino acid sequence, or that in SEQ ID NO. 5 indicated nucleotide sequence.
Denn dieses zeigte in Versuchen, wie sie in den Anwendungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung beschrieben sind, die stärkste Leistungsverbesserung gegenüber deden Vergleichsmolekülen. Es kann wie oben beschrieben erhalten werden.Because this showed in tests, as described in the application examples of the present application, the greatest improvement in performance compared to the comparison molecules. It can be obtained as described above.
Eine bevorzugte Ausführungsform stellt ein von einer der oben beschriebenen Proteasen abgeleitetes Protein dar, insbesondere durch Fragmentierung oder Deletionsmutagenese, durch Insertionsmutagenese, durch Substitutionsmutagenese oder durch Fusion mindestens eines Teils mit mindestens einem anderen Protein.A preferred embodiment is a protein derived from one of the proteases described above, in particular by fragmentation or deletion mutagenesis, by insertion mutagenesis, by substitution mutagenesis or by fusion of at least one part with at least one other protein.
Derartige Methoden sind im Stand der Technik etabliert. So werden entsprechende molekularbiologische Methoden beispielsweise auch in dem Lehrbuch Fritsch, Sambrook und Maniatis „Molecular cloning: a laboratory manual", Cold Spring Harbour Laboratory Press, New York, 1989, ausführlich behandelt.Such methods have been established in the prior art. Corresponding molecular biological methods are also dealt with in detail, for example, in the textbook Fritsch, Sambrook and Maniatis "Molecular cloning: a laboratory manual", Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1989.
Hierzu gehören beispielsweise Varianten, denen über Substitutionsmutagenese, oder über weitere Punktmutationen zusätzliche Eigenschaften verliehen worden sind, die sie hinsichtlich spezifischer Einsatzmöglichkeiten prädestinieren, beispielsweise durch Änderungen der Oberflächenladungen, wie sie in WO 00/36069 A1 offenbart werden, oder durch Veränderungen der an der Katalyse oder Substratbindungen beteiligten Loops, wie sie beispielsweise in WO 99/27082 A1 offenbart werden. Es können auch größere Teilbereiche der Varianten einer Mutagenese unterworfen werden. So kann es beispielsweise das Ziel einer Fragmentbildung oder Deletionsmutagenese sein, spezifische Teilfunktionen der Protease auszuwählen oder sie im Gegenteil auszuschließen, beispielsweise die Substratbindung, beziehungsweise die über bestimmte Regionen des Moleküls ausgeübten Interaktionen mit anderen Verbindungen.These include, for example, variants which have been given additional properties via substitution mutagenesis or via further point mutations, which predestine them with regard to specific possible uses, for example through changes in the surface charges as disclosed in WO 00/36069 A1, or through changes in catalysis or loops involved in substrate bindings, as disclosed for example in WO 99/27082 A1. Larger sections of the variants can also be subjected to mutagenesis. For example, the goal of fragment formation or deletion mutagenesis may be to select specific partial functions of the protease or, on the contrary, to exclude it, for example substrate binding, or the interactions with other compounds that are exerted over certain regions of the molecule.
Durch Insertion, Substitution oder Fusion können erfindungsgemäße Proteasen mit zusätzlichen Funktionen versehen werden. Hierunter ist beispielsweise die Kopplung an bestimmte Domänen denkbar, etwa die Bindung an Cellulose-Bindungs-Domänen, wie sie beispielsweise in den Publikationen WO 99/57154 A1 bis WO 99/57157 A1 beschrieben ist. Die hierin bezeichneten Aminosäure-Linker können verwirklicht werden, indem ein einheitliches Fusionsprotein aus Protease, Linker-Bereich und Bindungsdomäne gebildet wird. Solch eine Bindungsdomäne könnte auch aus derselben oder einer anderen Protease stammen, etwa um die Bindung des erfindungsgemäßen Proteins an ein Protease-Substrat zu verstärken. Dies erhöht die lokale Protease- Konzentration, was in einzelnen Anwendungen, beispielsweise in der Behandlung von Rohstoffen vorteilhaft sein kann.Proteases according to the invention can be provided with additional functions by insertion, substitution or fusion. This includes, for example, coupling to certain domains, for example binding to cellulose-binding domains, as described, for example, in publications WO 99/57154 A1 to WO 99/57157 A1 is described. The amino acid linkers referred to herein can be realized by forming a single fusion protein from protease, linker region and binding domain. Such a binding domain could also originate from the same or a different protease, for example in order to increase the binding of the protein according to the invention to a protease substrate. This increases the local protease concentration, which can be advantageous in individual applications, for example in the treatment of raw materials.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Protein dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich derivatisiert ist.According to a further embodiment, the protein according to the invention is characterized in that it is additionally derivatized.
Dies dient insbesondere der Optimierung für ihren jeweiligen Anwendungszweck. Hierunter fallen chemische Modifikationen, wie sie beispielsweise in der Anmeldung DE 4013142 A1 beschrieben sind. Sie können beispielsweise auch durch Kopplung nieder- oder höher-molekularer chemischer Verbindungen modifiziert werden, wie sie natürlicherweise von verschiedenen Organismen im Zusammenhang mit der Proteinbiosynthese durchgeführt werden, wie beispielsweise die Bindung eines Fettsäurerestes nahe des N-Terminus oder Glykosylierungen bei der Synthese durch eukaryontische Wirtzellen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen somit proteolytische Enzyme oder Fragmente dar, die zusätzlich derivatisiert sind.This serves in particular to optimize for their respective application. This includes chemical modifications as described, for example, in the application DE 4013142 A1. They can also be modified, for example, by coupling lower or higher molecular weight chemical compounds, such as those naturally carried out by various organisms in connection with protein biosynthesis, such as, for example, the binding of a fatty acid residue near the N-terminus or glycosylations in the synthesis by eukaryotic host cells , Embodiments of the present invention thus represent proteolytic enzymes or fragments which are additionally derivatized.
Im Zusammenhang mit dem Einsatz erfindungsgemäßer Proteine in Wasch- oder Reinigungsmitteln ist beispielsweise die Kopplung mit anderen waschaktiven Substanzen oder Enzymen besonders sinnvoll. Vergleichbare Kopplungs-Ansätze werden beispielsweise in den Patentanmeldungen WO 00/18865 A1 und WO 00/57155 A1 für Cellulose-Bindungsdomänen beschrieben. Analog dazu können auch Kopplungen an makromolekulare Verbindungen, wie etwa Polyethylenglykol erfolgen, um das Molekül hinsichtlich weiterer Eigenschaften wie Stabilität oder Hautverträglichkeit zu modifizieren. Solch eine Modifikation wird beispielsweise in dem Patent US 5230891 beschrieben, um die betreffenden Proteasen für den Einsatz in Kosmetika besser geeignet zu machen.In connection with the use of proteins according to the invention in washing or cleaning agents, coupling with other washing-active substances or enzymes, for example, is particularly useful. Comparable coupling approaches are described, for example, in patent applications WO 00/18865 A1 and WO 00/57155 A1 for cellulose binding domains. Analogously, couplings to macromolecular compounds, such as polyethylene glycol, can also be carried out in order to modify the molecule with regard to further properties, such as stability or skin tolerance. Such a modification is described, for example, in US Pat. No. 5,230,891 in order to make the proteases in question more suitable for use in cosmetics.
Unter Derivaten erfindungsgemäßer Proteine können im weitesten Sinne auch Präparationen dieser Enzyme verstanden werden. Je nach Gewinnung, Aufarbeitung oder Präparation eines Proteins kann ein solches mit diversen anderen Stoffen vergesellschaftet sein, beispielsweise aus der Kultur der produzierenden Mikroorganismen. Denn bereits Kulturüberstände von proteaseproduzierenden Mikroorganismen zeigen eine proteolytische Aktivität, was zeigt, daß bereits Rohextrakte entsprechende Verwendung finden können, etwa zum Inaktivieren anderer proteinogener Aktivitäten.Derivatives of proteins according to the invention can also be understood in the broadest sense to mean preparations of these enzymes. Depending on the extraction, processing or preparation of a protein, it can be mixed with various other substances be socialized, for example from the culture of the producing microorganisms. Culture supernatants from protease-producing microorganisms already show proteolytic activity, which shows that crude extracts can already be used, for example for inactivating other proteinogenic activities.
Ein Protein kann auch, beispielsweise zur Erhöhung seiner Lagerstabilität, mit bestimmten anderen Stoffen gezielt versetzt worden sein. Erfindungsgemäß sind deshalb auch alle Präparationen des eigentlichen erfindungsgemäßen Proteins. Das ist auch unabhängig davon, ob es in einer bestimmten Präparation tatsächlich diese enzymatische Aktivität entfaltet oder nicht. Denn es kann gewünscht sein, daß es bei der Lagerung keine oder nur geringe Aktivität besitzt, und erst zum Zeitpunkt der Verwendung seine proteolytische Funktion entfaltet. Dies kann beispielsweise vom Faltungszustand des Proteins abhängig sein oder aus der reversiblen Bindung eines oder mehrerer Begleitstoffe aus der Präparation an ein erfindungsgemäßes Protein. Insbesondere die gemeinsame Präparation von Proteasen mit Protease-Inhibitoren ist aus dem Stand der Technik bekannt (WO 00/01826 A2). Hierunter fallen auch Fusionsproteine, bei denen die Inhibitoren über Linker, insbesondere Aminosäure-Linker an die jeweiligen Proteasen gebunden sind (WO 00/01831 A2).A protein can also have been specifically mixed with certain other substances, for example to increase its storage stability. All preparations of the actual protein according to the invention are therefore also according to the invention. This is also irrespective of whether or not it actually exhibits this enzymatic activity in a particular preparation. Because it may be desirable that it has little or no activity during storage and that it only develops its proteolytic function at the time of use. This can depend, for example, on the state of folding of the protein or on the reversible binding of one or more accompanying substances from the preparation to a protein according to the invention. In particular, the joint preparation of proteases with protease inhibitors is known from the prior art (WO 00/01826 A2). This also includes fusion proteins in which the inhibitors are linked to the respective proteases via linkers, in particular amino acid linkers (WO 00/01831 A2).
Besonders erwünscht sind die genannten Weiterentwicklungen, Derivatisierungen und Präparationen erfindungsgemäßer Proteine, wenn sie weiterhin proteolytische Aktivität ausüben, denn das ist die Voraussetzung für ihre erfindungsgemäßen Einsatzmöglichkeiten. Vorzugsweise verfügen die durch alle Arten der Mutagenese und/oder Derivatisierungen erhaltenen Proteasen gegenüber dem Ausgangsmolekül, beziehungsweise dem nicht-derivatisierten Molekül erhöhte proteolytische Aktivität und ganz besonders verbesserte Leistungen hinsichtlich ihres jeweils beabsichtigten technischen Einsatzgebietes. Hierzu gehört insbesondere die Verbesserung ihrer Wasch- und/oder Reinigungsleistung zum Einsatz in Wasch- oder Reinigungsmitteln.The above-mentioned developments, derivatizations and preparations of proteins according to the invention are particularly desirable if they continue to exert proteolytic activity, because this is the prerequisite for their possible uses according to the invention. The proteases obtained by all types of mutagenesis and / or derivatizations preferably have increased proteolytic activity compared to the starting molecule or the non-derivatized molecule and very particularly improved performance with regard to their intended technical field of application. This includes in particular the improvement of their washing and / or cleaning performance for use in washing or cleaning agents.
Dies ist beispielsweise durch Kombination der erfindungsgemäßen Punktmutationen mit weiteren Punktmutationen möglich, die sich auf die katalysierte Reaktion beziehen, etwa im aktiven Zentrum. So wäre es beispielsweise in Anwendung der Lehre aus der Anmeldung WO 95/30011 A2 möglich, erfindungsgemäße Proteasen, bei denen es sich um solche handelt, die von Bacillus fe/rtus-Subtilisin abgeleitet sind, in den Loop- Regionen zu mutieren oder zusätzliche Aminosäuren einzufügen. Derartige Arbeiten sind in den Anmeldungen beschrieben, die unter den Nummern WO 00/37599 A1 , WO 00/37621 A1 bis WO 00/37627 A1 und WO 00/71683 A1 bis WO 00/71691 A1 veröffentlicht worden sind.This is possible, for example, by combining the point mutations according to the invention with further point mutations which relate to the catalyzed reaction, for example in the active center. For example, using the teaching from application WO 95/30011 A2, it would be possible to use proteases according to the invention, which are those derived from Bacillus fe / rtus subtilisin, in the loop Mutate regions or insert additional amino acids. Such works are described in the applications which have been published under the numbers WO 00/37599 A1, WO 00/37621 A1 to WO 00/37627 A1 and WO 00/71683 A1 to WO 00/71691 A1.
Die Deletion eines Bereichs des Enzyms, der mit anderen Wirkstoffen im Reaktionsmedium interagiert und somit, etwa über Faltungseffekte, die Gesamtreaktion beeinträchtigt, könnte solch eine gewünschte Weiterentwicklung darstellen. Analog ist die Fusion mit anderen wirksamen Enzymen, etwa mit anderen Proteasen denkbar, um zu einer erhöhten Hydrolyserate zu gelangen.The deletion of a region of the enzyme that interacts with other active substances in the reaction medium and thus impairs the overall reaction, for example via folding effects, could represent such a desired further development. Analogously, fusion with other active enzymes, for example with other proteases, is conceivable in order to achieve an increased hydrolysis rate.
Beispielsweise die reversible Blockade einer proteolytischen Aktivität während der Lagerung durch Bindung eines Inhibitors kann die Autoproteolyse unterbinden und somit zu einer hohen Proteolyserate zum Zeitpunkt der Verdünnung in dem Reaktionsmedium bewirken. Beispielsweise die Kopplung an spezielle Bindungsdomänen kann bei dem Reinigungsvorgang die Konzentration der Protease nahe des Substrats relativ gegenüber der in der Flotte erhöhen und somit den Beitrag des Enzyms zur Leistung des Mittels erhöhen.For example, the reversible blocking of proteolytic activity during storage by binding an inhibitor can prevent autoproteolysis and thus cause a high rate of proteolysis in the reaction medium at the time of dilution. For example, coupling to specific binding domains during the cleaning process can increase the concentration of the protease near the substrate relative to that in the liquor and thus increase the contribution of the enzyme to the performance of the agent.
In einer weiteren Ausführungsform sind die genannten Proteine oder Derivat dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich stabilisiert sind oder mehr als eine der oben dargestellten Stabilisierungen aufweisen.In a further embodiment, the proteins or derivative mentioned are characterized in that they are additionally stabilized or have more than one of the stabilizations shown above.
Hierunter sind aus Praktikabilitätsgründen solche Methoden besonders erfindungsrelevant, die auf Punktmutagenese beruhen. All die oben bereits ausgeführten Möglichkeiten sind auch in Kombination auf erfindungsgemäße Varianten anwendbar. Denn gemäß WO 89/09819 A1 kann davon ausgegangen werden, daß mehrere stabilisierende Mutationen additiv wirken. So können beispielsweise erfindungsgemäße Varianten, die bereits durch eine der beiden Aminosäuren 3T oder 41, oder durch beide stabilisiert sind, durch Kopplung an ein Polymer oder auf eine andere oben beschriebene Weise zusätzlich stabilisiert werden.For reasons of practicability, such methods, which are based on point mutagenesis, are particularly relevant to the invention. All of the options already explained above can also be used in combination on variants according to the invention. Because according to WO 89/09819 A1 it can be assumed that several stabilizing mutations have an additive effect. For example, variants according to the invention which are already stabilized by one of the two amino acids 3T or 41, or by both, can additionally be stabilized by coupling to a polymer or in another manner described above.
Den zweiten Erfindungsgegenstand bilden Nukleinsäuren. Dazu gehören, jeweils entsprechend bevorzugt, die Nukleinsäuren, die für die Proteine oder Derivate des ersten Erfindungsgegenstands codieren. Denn Nukleinsäuren bilden den Ausgangspunkt nahezu aller gängigen molekularbiologischen Untersuchungen und Weiterentwicklungen sowie der Produktion von Proteinen. Dazu gehören insbesondere die Sequenzierung der Gene und die Ableitung der zugehörigen Aminosäure-Sequenz, jede Art von Mutagenese und die Expression der Proteine. Solche Methoden sind beispielsweise in dem Handbuch von Fritsch, Sambrook und Maniatis „Molecular cloning: a laboratory manual", Cold Spring Harbour Laboratory Press, New York, 1989, beschrieben.The second subject of the invention is formed by nucleic acids. These include, in each case correspondingly preferred, the nucleic acids which code for the proteins or derivatives of the first subject matter of the invention. Because nucleic acids form the starting point for almost all common molecular biological studies and further developments as well as the production of proteins. These include in particular the sequencing of the genes and the derivation of the associated amino acid sequence, any type of mutagenesis and the expression of the proteins. Such methods are described, for example, in the Fritsch, Sambrook and Maniatis manual "Molecular cloning: a laboratory manual", Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1989.
Auf der Ebene der DNA können die erfindungswesentlichen Enzyme über alle allgemein unter dem Begriff „Protein Engineering" zusammengefaßten Methoden auf verschiedene Anwendungen hin optimiert werden. Insbesondere können dadurch folgende, sich auf der Proteinebene realisierende Eigenschaften erreicht werden: eine Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit des abgeleiteten Proteins, der Stabilität gegenüber denaturierenden Agentien oder Proteasen, gegenüber hohen Temperaturen, sauren oder stark alkalischen Bedingungen, eine Veränderung der Sensitivität gegenüber Calcium oder anderen Cofaktoren, eine Senkung der Immunogenität oder der allergenen Wirkung.At the DNA level, the enzymes essential to the invention can be optimized for various applications using all of the methods generally termed "protein engineering". In particular, the following properties can be achieved at the protein level: an improvement in the oxidation resistance of the derived protein, stability to denaturing agents or proteases, to high temperatures, acidic or strongly alkaline conditions, a change in sensitivity to calcium or other cofactors, a decrease in immunogenicity or the allergenic effect.
Zu erfindungsgemäßen mutierten Genen gehören beispielsweise solche, die für einzelne, gezielte Basenaustausche oder randomisierte Punktmutationen, für Deletionen einzelner Basen oder Teilsequenzen, Fusionen mit anderen Genen oder Genfragmenten oder Inversionen verantwortlich sind. Derartige Mutationen oder Modifikationen können das von den betreffenden Nukleinsäuren abgeleitete Enzym für spezifische Anwendungen prädestinieren. Solch eine Mutagenese kann zielgerichtet oder über zufallsgemäße Methoden, beispielsweise mit einem anschließenden auf die Aktivität gerichteten Erkennungs- und/oder Auswahlverfahren (Screening und Selektion) an den klonierten Genen durchgeführt werden.Mutated genes according to the invention include, for example, those which are responsible for individual, targeted base exchanges or randomized point mutations, for deletions of individual bases or partial sequences, fusions with other genes or gene fragments or inversions. Such mutations or modifications can predestine the enzyme derived from the nucleic acids in question for specific applications. Such a mutagenesis can be carried out in a targeted manner or by means of random methods, for example with a subsequent detection and / or selection process (screening and selection) aimed at the activity, on the cloned genes.
Insbesondere bei den Nukleinsäuren, die für Proteinfragmente codieren, sind alle drei Leseraster sowohl in sense- als auch in atrf/sense-Orientierung zu berücksichtigen. Denn solche Oligonukleotide können über die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) als Ausgangspunkte zur Synthese verwandter Nukleinsäuren verwendet werden. Solche Oligonukleotide werden, insbesondere, wenn sie einen der Bereiche überdecken, die den fünf Aminosäure-Positionen 3, 4, 61 199 und/oder 211 entsprechen, ausdrücklich in den Schutzbereich der vorliegenden Erfidung einbezogen. Das gilt auch für solche, die gerade in diesen Positionen variable Sequenzen aufweisen, so daß innerhalb einer Population vieler Primer auch mindestens einer vorliegen kann, der für solch eine Position für eine der SEQ ID NO. 3 und/oder SEQ ID NO. 5 entsprechenden Teilsequenz codiert. Das gleiche gilt für >Aπf/'seπse-Oligonukleotide, die beispielsweise zur Expressions-Regulation eingesetzt werden können.In particular in the case of the nucleic acids which code for protein fragments, all three reading frames must be taken into account both in sense and in atrf / sense orientation. Such oligonucleotides can be used as starting points for the synthesis of related nucleic acids via the polymerase chain reaction (PCR). Such oligonucleotides, especially if they cover one of the regions which correspond to the five amino acid positions 3, 4, 61 199 and / or 211, are expressly stated in included the scope of the present invention. This also applies to those which have variable sequences precisely in these positions, so that within a population of many primers there can also be at least one who is responsible for such a position for one of the SEQ ID NO. 3 and / or SEQ ID NO. 5 corresponding partial sequence encoded. The same applies to> Aπf / ' seπse oligonucleotides, which can be used for example for regulation of expression.
Die Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Proteasen kann insbesondere an den in der Publikation "Protein engineering" von P.N.Bryan (2000) in Biochim. Biophys. Acta, Band 1543, S. 203-222, vorgestellten Überlegungen ausgerichtet werden.The further development of the proteases according to the invention can be seen in particular in the "Protein engineering" publication by P.N.Bryan (2000) in Biochim. Biophys. Acta, Volume 1543, pp. 203-222, are the considerations presented.
Vorzugsweise handelt es sich bei den Vertretern dieses Erfindungsgegenstands um für Subtilisin-Proteasen codierende Nukleinsäuren, deren Nukleotidsequenz mit einer der in SEQ ID NO. 3 oder SEQ ID NO. 5 angegebenen Nukleotidsequenzen übereinstimmt. Diese Übereinstimmung betrifft besonders die Bereiche, die entsprechend den Aminosäuresequenzen SEQ ID NO. 4 oder SEQ ID NO. 6 für Isoleucin in Position 199, für Asparaginsäure in Position 211 , für Threonin in Position 3 und/oder für Isoleucin in Position 4, und ganz besonders für Alanin in Position 61 codieren oder diese Bereiche einschließen.The representatives of this subject matter of the invention are preferably nucleic acids coding for subtilisin proteases, the nucleotide sequence of which corresponds to one of the sequences shown in SEQ ID NO. 3 or SEQ ID NO. 5 specified nucleotide sequences matches. This correspondence particularly affects the regions which correspond to the amino acid sequences SEQ ID NO. 4 or SEQ ID NO. Code 6 for isoleucine in position 199, for aspartic acid in position 211, for threonine in position 3 and / or for isoleucine in position 4, and especially for alanine in position 61 or include these areas.
Denn wie oben und in den Beispielen dargestellt, kennzeichnen diese Positionen besonders bevorzugte Vertreter erfindungsgemäßer Alkalischer Proteasen. Übertragung dieser Lehre auf andere Subtilisine erfolgt geeigneterweise durch Mutation der betreffenden anderen Moleküle in einer oder mehrerer dieser Positionen. Diese geschieht zweckmäßigerweise nach an sich bekannten Methoden (siehe oben) auf der Ebene der Nukleinsäuren.Because, as shown above and in the examples, these positions indicate particularly preferred representatives of alkaline proteases according to the invention. This teaching is suitably transferred to other subtilisins by mutating the other molecules in question in one or more of these positions. This is expediently carried out according to methods known per se (see above) at the nucleic acid level.
Dies gilt vorzugsweise für die Nukleinsäuren, die sich von einer Sequenz für eine Bacillus lentus-Protease ableiten lassen, und besonders von einer Sequenz für eine Bacillus lentus DSM 5483-Protease. In ganz besonders bevorzugten Fällen codiert die Nukleinsäure für ein der erfindungsgemäßen Varianten ß. /ertfus-Alkalische Protease S3TΛ 4I/G61A/V199I oder ß. e/i us-Alkalische Protease S3TΛ/4I/G61A/V199I/L211 D und/oder stimmt mit einer der in SEQ ID NO. 3 oder SEQ ID NO. 5 angegebenen Nukleotidsequenzen überein. Diese Übereinstimmung bezieht sich auf die, diese Varianten kennzeichnenden Bereiche und besonders bevorzugt auf die vollständigen Sequenzen.This preferably applies to the nucleic acids which can be derived from a sequence for a Bacillus lentus protease, and in particular from a sequence for a Bacillus lentus DSM 5483 protease. In very particularly preferred cases, the nucleic acid codes for one of the variants β according to the invention. / ertfus-Alkaline protease S3TΛ 4I / G61A / V199I or ß. e / i us-Alkaline protease S3TΛ / 4I / G61A / V199I / L211 D and / or matches one of those in SEQ ID NO. 3 or SEQ ID NO. 5 specified nucleotide sequences. This correspondence relates to that, this Variants characterizing areas and particularly preferably on the complete sequences.
In den Schutzbereich sind beispielsweise auch solche Nukleinsäuren einbezogen, die für proteolytisch aktive Insertions- oder Fusionsmutanten codieren. So können die für diese Aktivität verantwortlichen Bereich beispielsweise mit Cellulose bindenden Domänen fusioniert sein oder in katalytisch nicht aktiven Bereichen Punktmutationen tragen, um die Kopplung des abgeleiteten Proteins an ein Polymer zu ermöglichen oder um dessen Allergenizität zu senken.The protected area also includes, for example, those nucleic acids which code for proteolytically active insertion or fusion mutants. For example, the areas responsible for this activity can be fused with cellulose-binding domains or carry point mutations in catalytically inactive areas in order to enable the coupling of the derived protein to a polymer or to reduce its allergenicity.
Einen eigenen Erfindungsgegenstand bilden Vektoren. Dazu gehören Vektoren, die einen der zuvor bezeichneten Nukleinsäurebereiche enthalten und insbesondere einen Nukleinsäurebereich enthalten, der für eines der zuvor bezeichneten Proteine oder Derivate codiert.Vectors form their own subject matter of the invention. These include vectors which contain one of the previously mentioned nucleic acid regions and in particular contain a nucleic acid region which codes for one of the above-mentioned proteins or derivatives.
Denn um mit den erfindungsrelevanten Nukleinsäuren umzugehen, werden sie geeigneterweise in Vektoren ligiert. Solche sind im Stand der Technik ausführlich beschrieben und sind in großer Zahl und Variationsbreite, sowohl für die Klonierung als auch für die Expression kommerziell erhältlich. Dazu gehören beispielsweise Vektoren, die sich von bakteriellen Plasmiden, von Viren oder von Bacteriophagen ableiten, oder überwiegend synthetische Vektoren. Sie bilden geeignete Ausgangspunkte für molekularbiologische und biochemische Untersuchungen, die Expression des betreffenden Gens oder zugehörigen Proteins.Because in order to deal with the nucleic acids relevant to the invention, they are suitably ligated in vectors. These are described in detail in the prior art and are commercially available in large numbers and in a wide range, both for cloning and for expression. These include, for example, vectors which are derived from bacterial plasmids, from viruses or from bacteriophages, or predominantly synthetic vectors. They form suitable starting points for molecular biological and biochemical investigations, the expression of the gene in question or the associated protein.
Vorzugsweise handelt es sich bei erfindungsgemäßen Vektoren um Klonierungsvektoren, die einen der zuvor bezeichneten Nukleinsäurebereiche enthalten und insbesondere einen Nukleinsäurebereich enthalten, der für eines der zuvor bezeichneten Proteine oder Derivate codieren.The vectors according to the invention are preferably cloning vectors which contain one of the previously mentioned nucleic acid regions and in particular contain a nucleic acid region which code for one of the above-mentioned proteins or derivatives.
Denn Klonierungsvektoren eignen sich neben der Lagerung, der biologischen Amplifikation oder der Selektion des interessierenden Gens für die molekularbiologische Charakterisierung des betreffenden Gens. Gleichzeitig stellen sie transportierbare und lagerfähige Formen der beanspruchten Nukleinsäuren dar und sind auch Ausgangspunkte für molekularbiologische Techniken, die nicht an Zellen gebunden sind, wie beispielsweise die PCR oder /n-wϊro-Mutagenese-Verfahren. Ebenso vorzugsweise handelt es sich bei erfindungsgemäßen Vektoren um Expressionsvektoren, die einen der zuvor bezeichneten Nukleinsäurebereiche enthalten und insbesondere einen Nukleinsäurebereich enthalten, der für eines der zuvor bezeichneten Proteine oder Derivate codiert und dessen Biosynthese ermöglicht.In addition to storage, biological amplification or selection of the gene of interest, cloning vectors are suitable for the molecular biological characterization of the gene in question. At the same time, they represent transportable and storable forms of the claimed nucleic acids and are also starting points for molecular biological techniques that are not bound to cells, such as, for example, the PCR or / n-wϊro mutagenesis method. The vectors according to the invention are likewise preferably expression vectors which contain one of the previously mentioned nucleic acid regions and in particular contain a nucleic acid region which codes for one of the above-mentioned proteins or derivatives and enables its biosynthesis.
Denn derartige Expressionsvektoren sind die Basis dafür, die entsprechenden Nukleinsäuren in biologischen Produktionssystemen zu realisieren und damit die zugehörigen Proteine zu produzieren. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstands sind Expressionsvektoren, die sämtliche zur Expression notwendigen genetischen Elemente tragen, beispielsweise den natürlichen, ursprünglich vor diesem Gen lokalisierten Promotor oder einen Promotor aus einem anderen Organismus. Diese Elemente können beispielsweise in Form einer sogenannten Expressionskassette angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind sie auf das gewählte Expressionssystem, insbesondere die Wirtszelle (siehe unten) abgestimmt.Such expression vectors are the basis for realizing the corresponding nucleic acids in biological production systems and thus producing the associated proteins. Preferred embodiments of this subject matter of the invention are expression vectors which carry all the genetic elements necessary for expression, for example the natural promoter originally located in front of this gene or a promoter from another organism. These elements can be arranged, for example, in the form of a so-called expression cassette. They are particularly preferably matched to the selected expression system, in particular the host cell (see below).
Einen eigenen Erfindungsgegenstand bilden Zellen, die in irgendeiner Form zur Entwicklung, Modifizierung oder Herstellung erfindungsgemäßer Proteine oder Derivate genutzt werden können. Dazu gehören insbesondere Zellen, die einen der oben bezeichneten Vektoren oder deren kennzeichnende Bereiche enthalten, entweder in plasmidaler oder in chromosomaler Lokalisation.Cells form a separate subject of the invention, which can be used in any form for the development, modification or production of proteins or derivatives according to the invention. These include in particular cells that contain one of the vectors referred to above or their characteristic regions, either in plasmid or in chromosomal localization.
Denn diese ermöglichen beispielsweise die Amplifikation der entsprechenden Gene, aber auch deren Mutagenese oder Transkription und Translation und letztlich die biotechnologische Produktion.This is because they enable, for example, the amplification of the corresponding genes, but also their mutagenesis or transcription and translation, and ultimately biotechnological production.
Vorzugsweise handelt es sich um Wirtszellen, die eines der zuvor bezeichneten Proteine oder Derivate exprimieren oder zu deren Expression angeregt werden können, insbesondere unter Einsatz eines der zuvor bezeichneten Nukleinsäurebereiche, ganz besonders unter Einsatz eines zuvor bezeichneten Expressionsvektors.They are preferably host cells which express one of the previously mentioned proteins or derivatives or can be stimulated to express them, in particular using one of the previously mentioned nucleic acid regions, very particularly using an previously mentioned expression vector.
Die die Proteine bildenden Wirtszellen ermöglichen deren biotechnologische Produktion. Sie müssen dafür das betreffende Gen, geeigneterweise über einen Vektor, erhalten haben, das heißt transformiert worden sein. Dieser Vektor oder dessen kennzeichnenden Bereiche können in der Wirtszelle extrachromosomal als eigenes genetisches Element vorliegen oder in ein Chromosom integriert sein.The host cells that form the proteins enable their biotechnological production. For this, they must have received the gene in question, suitably via a vector, that is to say they have been transformed. This vector or its characteristic areas can be present in the host cell extrachromosomally as a separate genetic element or can be integrated into a chromosome.
Als Wirtszellen eignen sich prinzipiell alle Organismen, das heißt Prokaryonten, Eukaryonten oder Cyanophyta. Bevorzugt sind solche Wirtszellen, die sich genetisch gut handhaben lassen, was beispielsweise die Transformation mit dem Expressionsvektor und dessen stabile Etablierung angeht, beispielsweise einzellige Pilze oder Bakterien. Zudem zeichnen sich bevorzugte Wirtszellen durch eine gute mikrobiologische und biotechnologische Handhabbarkeit aus. Das betrifft beispielsweise leichte Kultivierbarkeit, hohe Wachstumsraten, geringe Anforderungen an Fermentationsmedien und gute Produktions- und Sekretionsraten für Fremdproteine. Jedes erfindungsgemäße Protein kann auf diese Weise aus einer Vielzahl von Wirtsorganismen gewonnen werden. Häufig müssen aus der Fülle an verschiedenen nach dem Stand der Technik zur Verfügung stehenden Systeme die optimalen Expressionssysteme für den Einzelfall experimentell ermitteln werden.In principle, all organisms are suitable as host cells, that is to say prokaryotes, eukaryotes or cyanophyta. Preferred are host cells that are genetically easy to handle, for example in terms of transformation with the expression vector and its stable establishment, for example unicellular fungi or bacteria. In addition, preferred host cells are characterized by good microbiological and biotechnological manageability. This applies, for example, to easy cultivation, high growth rates, low demands on fermentation media and good production and secretion rates for foreign proteins. In this way, each protein according to the invention can be obtained from a large number of host organisms. Often the optimal expression systems for the individual case must be determined experimentally from the abundance of different systems available according to the prior art.
Bevorzugte Ausführungsformen stellen solche Wirtszellen dar, die aufgrund entsprechender genetischer Elemente in ihrer Aktivität regulierbar sind, beispielsweise durch kontrollierte Zugabe von chemischen Verbindungen, durch Änderung der Kultivierungsbedingungen oder in Abhängigkeit von der jeweiligen Zelldichte. Diese kontrollierbare Expression ermöglicht eine sehr wirtschaftliche Produktion der interessierenden Proteine. Geeigneterweise sind Expressionsvektor und Wirtszelle aufeinander abgestimmt, was beispielsweise die zur Expression notwendigen genetischen Elemente (Ribosomen-Bindungsstelle, Promotoren, Terminatoren) oder die Codon-Usage betrifft. Letztere kann beispielsweise dadurch optimiert werden, daß in dem Gen jene Codons, die von dem betreffenden Wirt nur schlecht translatiert werden, bei jeweils gleicher Bedeutung durch die für den jeweiligen Wirt gebräuchlicheren ersetzt werden.Preferred embodiments are those host cells whose activity can be regulated on the basis of corresponding genetic elements, for example by controlled addition of chemical compounds, by changing the cultivation conditions or depending on the respective cell density. This controllable expression enables a very economical production of the proteins of interest. The expression vector and host cell are suitably matched to one another, for example with regard to the genetic elements required for expression (ribosome binding site, promoters, terminators) or codon usage. The latter can be optimized, for example, by replacing those codons in the gene which are only poorly translated by the host in question, with the same meaning in each case, by those which are more common for the respective host.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wirtszelle dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Bakterium ist, insbesondere eines, das das gebildete Protein ins umgebende Medium sekretiert.In a preferred embodiment, the host cell is characterized in that it is a bacterium, in particular one that secretes the protein formed into the surrounding medium.
Denn Bakterien zeichnen sich durch kurze Generationszeiten und geringe Ansprüche an die Kultivierungsbedingungen aus. Dadurch können kostengünstige Verfahren etabliert werden. Zudem verfügt man bei Bakterien in der Fermentationstechnik über einen reichhaltigen Erfahrungsschatz. Für eine spezielle Produktion können aus verschiedensten, im Einzelfall experimentell zu ermittelnden Gründen wie Nährstoffquellen, Produktbildungsrate, Zeitbedarf etc. gram-negative oder gram-positive Bakterien geeignet sein.Because bacteria are characterized by short generation times and low demands on the cultivation conditions. This allows inexpensive procedures to be established become. Bacteria in fermentation technology also have a wealth of experience. For a special production, gram-negative or gram-positive bacteria can be suitable for a variety of reasons, such as nutrient sources, product formation rate, time required, etc., which can be determined experimentally in individual cases.
Bei gram-negativen Bakterien, wie beispielsweise E. coli, werden eine Vielzahl von Proteinen in den periplasmatischen Raum sekretiert. Dies kann für spezielle Anwendungen vorteilhaft sein. Gram-positive Bakterien, wie beispielsweise Bacilli, geben demgegenüber sekretierte Proteine sogleich in das die Zellen umgebende Nährmedium ab, aus welchem sich nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform die exprimierten erfindungsgemäßen Proteine direkt aufreinigen lassen. In der Anmeldung WO 01/81597 wird sogar ein Verfahren offenbart, nach welchem erreicht wird, daß auch gram-negative Bakterien die exprimierten Proteine ausschleusen.In Gram-negative bacteria, such as E. coli, a large number of proteins are secreted into the periplasmic space. This can be advantageous for special applications. Gram-positive bacteria, such as Bacilli, on the other hand, release secreted proteins immediately into the nutrient medium surrounding the cells, from which, according to another preferred embodiment, the expressed proteins according to the invention can be purified directly. The application WO 01/81597 even discloses a method by which gram-negative bacteria also remove the expressed proteins.
Bevorzugt sind Bakterien, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie gram-positive Bakterien sind, insbesondere daß sie der Gattung Bacillus angehören, ganz besonders der Species Bacillus lentus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis oder Bacillus alcalophilus.Bacteria are preferred which are characterized in that they are gram-positive bacteria, in particular that they belong to the genus Bacillus, very particularly the species Bacillus lentus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis or Bacillus alcalophilus.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nutzt Bacillus lentus, insbesondere ß. lentus DSM 5483 selbst, um erfindungsgemäße Proteine (homolog) zu exprimieren. Demgegenüber ist jedoch die heterologe Expression bevorzugt. Hierfür werden Bakterien Gattung Bacillus bevorzugt, weil sie unter den gram-positiven Bakterien produktionsstechnisch am besten charakterisiert sind. Hierzu gehören insbesondere solche der Species Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis oder andere Species oder Stämme von Bacillus alcalophilus. Denn diese mit Bacillus lentus verwandten Species verfügen über eine ähnliche Codon-Usage und bilden vergleichbare Subtilisine selbst, verfügen also naturgemäß über einen entsprechend ausgerichteten Syntheseapparat.One embodiment of the present invention uses Bacillus lentus, particularly β. lentus DSM 5483 itself to express (homologously) proteins according to the invention. In contrast, heterologous expression is preferred. For this purpose, bacteria of the Bacillus genus are preferred because they are best characterized in terms of production technology among the gram-positive bacteria. These include in particular those of the species Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis or other species or strains of Bacillus alcalophilus. Because these species related to Bacillus lentus have a similar codon usage and form comparable subtilisins themselves, so they naturally have a correspondingly aligned synthesis apparatus.
Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, über dieses Verfahren eine Mischung erfindungsmäßer Proteine mit den endogen von den Wirtsstämmen gebildeten Subtilisinen erhalten werden kann. Solch eine Coexpression von ß. fenfr/s-Alkalische Protease in Bacillus licheniformis ATCC 53926 wird beispielsweise in der Anmeldung WO 91/02792 (EP 493398 B1) beschrieben; dort sind auch zahlreiche mögliche Expressionsvektoren offenbart. Diese Systeme können auch auf die neu gefundenen erfindungsgemäßen Varianten angewendet werden.A further advantage can be that a mixture of proteins according to the invention with the subtilisins formed endogenously by the host strains can be obtained via this method. Such a co-expression of ß. fenfr / s-alkaline protease in Bacillus licheniformis ATCC 53926, for example, in the application WO 91/02792 (EP 493398 B1); there are also numerous possible expression vectors disclosed. These systems can also be applied to the newly found variants according to the invention.
Weiter bevorzugt sind Wirtszellen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie eukaryontische Zellen sind, insbesondere solche, die das gebildete Protein posttranslational modifizieren.Further preferred are host cells which are characterized in that they are eukaryotic cells, in particular those which modify the protein formed post-translationally.
Beispiele für geeignete Eukaryonten sind Pilze wie Actinomyceten oder Hefen wie Saccharomyces oder Kluyveromyces. Zu den Modifikationen, die derartige Systeme besonders im Zusammenhang mit der Proteinsynthese durchführen, gehören beispielsweise die Bindung niedermolekularer Verbindungen wie Membrananker oder Oligosaccharide. Derartige Oligosaccharid-Modifikationen können beispielsweise zur Senkung der Allergenizität wünschenswert sein.Examples of suitable eukaryotes are fungi such as Actinomycetes or yeasts such as Saccharomyces or Kluyveromyces. The modifications that such systems carry out particularly in connection with protein synthesis include, for example, the binding of low molecular weight compounds such as membrane anchors or oligosaccharides. Such oligosaccharide modifications may be desirable, for example, to reduce allergenicity.
Einen eigenständigen Erfindungsgegenstand stellen Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms oder Derivats dar.A separate subject of the invention are processes for the production of a proteolytic enzyme or derivative according to the invention.
Beansprucht werden also Verfahren zur Herstellung eines oben beschriebenen proteolytischen Enzyms oder Derivats unter Verwendung einer oben bezeichneten Nukleinsäure und/oder unter Verwendung eines oben bezeichneten Vektors und/oder unter Verwendung einer der oben bezeichneten Wirtszellen.Methods are therefore claimed for the production of a proteolytic enzyme or derivative described above using a nucleic acid described above and / or using a vector referred to above and / or using one of the host cells referred to above.
So können beispielsweise anhand der oben bezeichneten DNA- und Aminosäuresequenzen, wie sie beispielsweise auch aus dem Sequenzprotokoll abgeleitet werden können, entsprechende Oligopeptide und Oligonukleotide bis hin zu den vollständigen Genen und Proteinen nach an sich bekannten molekularbiologischen Methoden synthetisiert werden. Ausgehend von den bekannten Subtilisin-produzierenden Mikroorganismen können auch weitere natürliche Produzenten von Subtilisinen isoliert, deren Subtilisin-Sequenzen ermittelt und entsprechend der hier gemachten Vorgaben weiterentwickelt werden. Solche Bakterienspezies können auch für entsprechende Herstellungsverfahren kultiviert und eingesetzt werden. Analog können nach dem Vorbild der beispielsweise in der Anmeldung WO 91/02792 offenbarten Vektoren neue Expressionsvektoren entwickelt werden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auf der Grundlage der zugehörigen Nukleinsäuresequenzen auch zellfreie Expressionssysteme sein, bei denen die Proteinbiosynthese in vitro nachvollzogen wird. Alle bereits oben ausgeführten Elemente können auch zu neuen Verfahren kombiniert werden, um erfindungsgemäße Proteine herzustellen. Es ist dabei für jedes erfindungsgemäße Protein eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten an Verfahrensschritten denkbar, so daß optimale Verfahren für jeden konkreten Einzelfall experimentell ermittelt werden müssen.For example, on the basis of the DNA and amino acid sequences described above, as can also be derived from the sequence listing, for example, corresponding oligopeptides and oligonucleotides up to the complete genes and proteins can be synthesized according to known molecular biological methods. Starting from the known subtilisin-producing microorganisms, other natural producers of subtilisins can also be isolated, whose subtilisin sequences are determined and further developed in accordance with the specifications made here. Such bacterial species can also be cultivated and used for corresponding manufacturing processes. Analogously, new expression vectors can be developed along the lines of the vectors disclosed, for example, in application WO 91/02792. Embodiments of the present invention can also be cell-free on the basis of the associated nucleic acid sequences Expression systems in which protein biosynthesis is reproduced in vitro. All of the elements already explained above can also be combined to form new methods for producing proteins according to the invention. A large number of possible combinations of process steps is conceivable for each protein according to the invention, so that optimal processes must be determined experimentally for each specific individual case.
Einen eigenen Erfindungsgegenstand stellen Mittel mit einem erfindungsgemäßen, oben bezeichneten proteolytischen Enzym dar. Insbesondere handelt es sich um Wasch- oder Reinigungsmittel, ganz besonders in einer Menge von 2 μg bis 20 mg pro g des Mittels.Agents with a proteolytic enzyme according to the invention described above are a separate subject of the invention. In particular, they are detergents or cleaning agents, very particularly in an amount of 2 μg to 20 mg per g of the agent.
Praktisch alle technischen Einsatzmöglichkeiten erfindungsgemäßer Enzyme hängen davon ab, daß das funktionsfähige Enzym in einem entsprechenden Medium eingesetzt wird. So verlangen beispielsweise die mikrobiologischen Verwendungsmöglichkeiten nach Mitteln in denen, das Enzym, meist in Form hochreiner Präparationen mit den notwendigen Reaktionspartnern oder Cofaktoren zusammengebracht wird. Mittel zur Behandlung von Rohmaterialien oder kosmetische Präparationen sind ebenfalls durch spezifische Rezepturen charakterisiert. All diese Rezepturen sollen erfindungsgemäß als Mittel mit dem erfindungsgemäßen Enzym verstanden werden.Practically all technical possible uses of enzymes according to the invention depend on the fact that the functional enzyme is used in a corresponding medium. For example, the microbiological possible uses require agents in which the enzyme is usually brought together with the necessary reaction partners or cofactors in the form of highly pure preparations. Agents for the treatment of raw materials or cosmetic preparations are also characterized by specific recipes. According to the invention, all of these formulations are to be understood as agents with the enzyme according to the invention.
Diesem Erfindungsgegenstand werden als bevorzugte Ausführungsform Wasch- oder Reinigungsmittel zugerechnet. Denn, wie in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung gezeigt ist, konnte überraschenderweise festgestellt werden, daß eine Subtilisin-Variante mit einem Austausch in der Position 61 (Numerierung gemäß der B. /enfus-Alkalischen Protease) gegen eine der Aminosäuren Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Cystein, Methionin, Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, Threonin, Histidin, Lysin oder Arginin, besonders gegen eine der Aminosäuren Alanin, Valin, Leucin oder Isoleucin, ganz besonders gegen Alanin an diversen Anschmutzungen sowohl von Textilien als auch von harten Oberflächen eine deutliche Leistungssteigerung gegenüber dem nicht mutierten Moelkül ergibt. Dieser Effekt tritt reproduzierbar sowohl bei unterschiedlichen Temperaturen als auch bei unterschiedlichen Konzentrationen ein.As a preferred embodiment, detergents or cleaning agents are included in this subject matter of the invention. Because, as shown in the exemplary embodiments of the present application, it was surprisingly found that a subtilisin variant with an exchange in position 61 (numbering according to the B. / enfus alkaline protease) for one of the amino acids alanine, valine, leucine , Isoleucine, cysteine, methionine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, threonine, histidine, lysine or arginine, especially against one of the amino acids alanine, valine, leucine or isoleucine, especially against alanine on various soils of both textiles and hard surfaces results in a significant increase in performance compared to the non-mutated Moelkül. This effect occurs reproducibly both at different temperatures and at different concentrations.
Mittel mit den oben beschriebenen Varianten sind entsprechend bevorzugt. Hierzu gehören insbesondere solche mit den ß. fenfr/s-Alkalische Protease-Varianten S3TΛ/4I/G61AΛ/199I und S3TΛ 4I/G61A/V199I/L211 D, sowie mit den von diesen abgeleiteten Molekülen.Agents with the variants described above are preferred accordingly. These include in particular those with the ß. fenfr / s alkaline protease variants S3TΛ / 4I / G61AΛ / 199I and S3TΛ 4I / G61A / V199I / L211 D, as well as with the molecules derived from them.
Zu diesem Erfindungsgegenstand zählen alle denkbaren Reinigungsmittelarten, sowohl Konzentrate, als auch unverdünnt anzuwendende Mittel; zum Einsatz im kommerziellen Maßstab, in der Waschmaschine oder bei der Hand-Wäsche, beziehungsweise - Reinigung. Dazu gehören beispielsweise Waschmittel für Textilien, Teppiche, oder Naturfasern, für die nach der vorliegenden Erfindung die Bezeichnung Waschmittel verwendet wird. Dazu gehören beispielsweise auch Geschirrspülmittel für Geschirrspülmaschinen oder manuelle Geschirrspülmittel oder Reiniger für harte Oberflächen wie Metall, Glas, Porzellan, Keramik, Kacheln, Stein, lackierte Oberflächen, Kunststoffe, Holz oder Leder; für solche wird nach der vorliegenden Erfindung die Bezeichnung Reinigungsmittel verwendet. Jegliche Reinigungsmittelart stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, sofern sie um ein erfindungsgemäßes Protein bereichert ist.This subject of the invention includes all conceivable types of cleaning agent, both concentrates and agents to be used undiluted; for use on a commercial scale, in the washing machine or for hand washing or cleaning. These include, for example, detergents for textiles, carpets or natural fibers, for which the term detergent is used according to the present invention. These also include, for example, dishwashing detergents for dishwashers or manual dishwashing detergents or cleaners for hard surfaces such as metal, glass, porcelain, ceramics, tiles, stone, painted surfaces, plastics, wood or leather; the term cleaning agent is used for such according to the present invention. Any type of cleaning agent represents an embodiment of the present invention, provided that it is enriched with a protein according to the invention.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen alle nach den Stand der Technik etablierten und/oder alle zweckmäßigen Darreichungsformen der erfindungsgemäßen Mittel. Dazu zählen beispielsweise feste, pulverförmige, flüssige, gelförmige oder pastöse Mittel, gegebenenfalls auch aus mehreren Phasen, komprimiert oder nicht komprimiert; ferner gehören beispielsweise dazu: Extrudate, Granulate, Tabletten oder Pouches, sowohl in Großgebinden als auch portionsweise abgepackt.Embodiments of the present invention include all forms of administration of the agents according to the invention that are established according to the prior art and / or all expedient forms. These include, for example, solid, powder, liquid, gel or pasty agents, possibly also in several phases, compressed or not compressed; this also includes, for example: extrudates, granules, tablets or pouches, both in large containers and packaged in portions.
Erfindungsgemäße Mittel enthalten erfindungsgemäße Enzyme in einer Menge von 2 μg bis 20 mg und zunehmend bevorzugt von 5 μg bis 17,5 mg, von 20 μg bis 15 mg, von 50 μg bis 10 mg, von 100 μg bis 7,5 mg, von 200 μg bis 5 mg und von 500 μg bis 1 mg pro Gramm des Mittels. Damit ergeben sich von 40 μg bis 4 g und zunehmend bevorzugt von 50 μg bis 3 g, von 100 μg bis 2 g, von 200 μg bis 1 g und besonders bevorzugt von 400 μg bis 400 mg pro Anwendung.Agents according to the invention contain enzymes according to the invention in an amount of from 2 μg to 20 mg and increasingly preferably from 5 μg to 17.5 mg, from 20 μg to 15 mg, from 50 μg to 10 mg, from 100 μg to 7.5 mg, from 200 ug to 5 mg and from 500 ug to 1 mg per gram of the composition. This results in from 40 μg to 4 g and increasingly preferably from 50 μg to 3 g, from 100 μg to 2 g, from 200 μg to 1 g and particularly preferably from 400 μg to 400 mg per application.
Die Proteaseaktivität in derartigen Mitteln kann nach der in Tenside, Band 7 (1970), S. 125-132 beschriebenen Methode ermittelt werden. Sie wird dementsprechend in PE (Protease-Einheiten) angegeben. Die Proteaseaktivität der Mittel kann bis zu 1.500.000 Proteaseeinheiten pro Gramm Zubereitung betragen. Neben einem erfindungswesentlichen Enzym enthält ein erfindungsgemäßes Mittel gegebenenfalls weitere Inhaltsstoffe wie Tenside, z. B. nichtionische, anionische und/oder amphotere Tenside, und/oder Bleichmittel, und/oder Builder, sowie gegebenenfalls weitere übliche Inhaltsstoffe.The protease activity in such agents can be determined by the method described in Tenside, Volume 7 (1970), pp. 125-132. Accordingly, it is given in PE (protease units). The protease activity of the agents can be up to 1,500,000 protease units per gram of preparation. In addition to an enzyme essential to the invention, an agent according to the invention optionally contains further ingredients such as surfactants, e.g. B. nonionic, anionic and / or amphoteric surfactants, and / or bleaching agents, and / or builders, and optionally other conventional ingredients.
Als nichtionische Tenside werden vorzugsweise alkoxylierte, vorteilhafterweise ethoxylierte, insbesondere primäre Alkohole mit vorzugsweise 8 bis 18 C-Atomen und durchschnittlich 1 bis 12 Mol Ethylenoxid (EO) pro Mol Alkohol eingesetzt, in denen der Alkoholrest linear oder bevorzugt in 2-Stellung methylverzweigt sein kann, beziehungsweise lineare und methylverzweigte Reste im Gemisch enthalten kann, so wie sie üblicherweise in Oxoalkoholresten vorliegen. Insbesondere sind jedoch Alkoholethoxylate mit linearen Resten aus Alkoholen nativen Ursprungs mit 12 bis 18 C- Atomen, zum Beispiel aus Kokos-, Palm-, Taigfett- oder Oleylalkohol, und durchschnittlich 2 bis 8 EO pro Mol Alkohol bevorzugt. Zu den bevorzugten ethoxylierten Alkoholen gehören beispielsweise C12-14-Alkohole mit 3 EO oder 4 EO,
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mit 7 EO, C13-15-Alkohole mit 3 EO, 5 EO, 7 EO oder 8 EO, C12-18-Alkohole mit 3 EO, 5 EO oder 7 EO und Mischungen aus diesen, wie Mischungen aus C12-ι -A!kohol mit 3 EO und C12-18-Alkohol mit 5 EO. Die angegebenen Ethoxylierungsgrade stellen statistische Mittelwerte dar, die für ein spezielles Produkt eine ganze oder eine gebrochene Zahl sein können. Bevorzugte Alkoholethoxylate weisen eine eingeengte Homologenverteilung auf (narrow ränge ethoxylates, NRE). Zusätzlich zu diesen nichtionischen Tensiden können auch Fettalkohole mit mehr als 12 EO eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Taigfettalkohol mit 14 EO, 25 EO, 30 EO oder 40 EO.
The nonionic surfactants used are preferably alkoxylated, advantageously ethoxylated, in particular primary alcohols having preferably 8 to 18 carbon atoms and an average of 1 to 12 moles of ethylene oxide (EO) per mole of alcohol, in which the alcohol radical can be linear or preferably methyl-branched in the 2-position , or can contain linear and methyl-branched radicals in the mixture, as are usually present in oxo alcohol radicals. However, alcohol ethoxylates with linear residues of alcohols of native origin with 12 to 18 carbon atoms, for example from coconut, palm, tallow or oleyl alcohol, and an average of 2 to 8 EO per mole of alcohol are particularly preferred. The preferred ethoxylated alcohols include, for example, C 12-14 alcohols with 3 EO or 4 EO,
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with 7 EO, C 13-15 alcohols with 3 EO, 5 EO, 7 EO or 8 EO, C 12-18 alcohols with 3 EO, 5 EO or 7 EO and mixtures of these, such as mixtures of C 12- ι -A! Alcohol with 3 EO and C 12-18 -alcohol with 5 EO. The degrees of ethoxylation given represent statistical averages, which can be an integer or a fraction for a specific product. Preferred alcohol ethoxylates have a narrow homolog distribution (narrow range ethoxylates, NRE). In addition to these nonionic surfactants, fatty alcohols with more than 12 EO can also be used. Examples of this are tallow fatty alcohol with 14 EO, 25 EO, 30 EO or 40 EO.
Eine weitere Klasse bevorzugt eingesetzter nichtionischer Tenside, die entweder als alleiniges nichtionisches Tensid oder in Kombination mit anderen nichtionischen Tensiden eingesetzt werden, sind alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder ethoxylierte und propoxylierte Fettsäurealkylester, vorzugsweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, insbesondere Fettsäuremethylester.Another class of preferably used nonionic surfactants, which are used either as the sole nonionic surfactant or in combination with other nonionic surfactants, are alkoxylated, preferably ethoxylated or ethoxylated and propoxylated, fatty acid alkyl esters, preferably with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain, in particular fatty acid methyl ester.
Eine weitere Klasse von nichtionischen Tensiden, die vorteilhafterweise eingesetzt werden kann, sind die Alkylpolyglycoside (APG). Einsetzbare Alkypolyglycoside genügen der allgemeinen Formel RO(G)z, in der R einen linearen oder verzweigten, insbesondere in 2-Stellung methylverzweigten, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen Rest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 C-Atomen bedeutet und G das Symbol ist, das für eine Glykoseeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glucose, steht. Der Glycosylierungsgrad z liegt dabei zwischen 1 ,0 und 4,0, vorzugsweise zwischen 1 ,0 und 2,0 und insbesondere zwischen 1 ,1 und 1 ,4. Bevorzugt eingesetzt werden lineare Alkylpolyglucoside, also Alkylpolyglycoside, in denen der Polyglycosylrest ein Glucoserest und der Alkylrest ein n-Alkylrest ist.Another class of nonionic surfactants that can advantageously be used are the alkyl polyglycosides (APG). Alkypolyglycosides that can be used satisfy the general formula RO (G) z , in which R is a linear or branched, in particular methyl-branched, saturated or unsaturated, aliphatic radical having 8 to 22, preferably 12 to 18, C atoms and G is the symbol is that for one Glycose unit with 5 or 6 carbon atoms, preferably for glucose. The degree of glycosylation z is between 1.0 and 4.0, preferably between 1.0 and 2.0 and in particular between 1.1 and 1.4. Linear alkyl polyglucosides, ie alkyl polyglycosides, in which the polyglycosyl radical is a glucose radical and the alkyl radical is an n-alkyl radical are preferably used.
Auch nichtionische Tenside vom Typ der Aminoxide, beispielsweise N-Kokosalkyl-N,N- dimethylaminoxid und N-Talgalkyl-N,N-dihydroxyethylaminoxid, und der Fettsäurealkanolamide können geeignet sein. Der Anteil dieser nichtionischen Tenside liegt vorzugsweise nicht über dem der ethoxylierten Fettalkohole, insbesondere bei nicht mehr als der Hälfte davon.Nonionic surfactants of the amine oxide type, for example N-coconut alkyl-N, N-dimethylamine oxide and N-tallow alkyl-N, N-dihydroxyethylamine oxide, and the fatty acid alkanolamides can also be suitable. The proportion of these nonionic surfactants is preferably not above that of the ethoxylated fatty alcohols, in particular not more than half of them.
Weitere geeignete Tenside sind Polyhydroxyfettsäureamide der Formel (II),Other suitable surfactants are polyhydroxy fatty acid amides of the formula (II),
R1R1
II
R-CO-N-[Z] (II)R-CO-N- [Z] (II)
in der RCO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R^ für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht. Bei den Polyhydroxyfettsäureamiden handelt es sich um bekannte Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuckers mit Ammoniak, einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten werden können.in which RCO stands for an aliphatic acyl radical with 6 to 22 carbon atoms, R ^ for hydrogen, an alkyl or hydroxyalkyl radical with 1 to 4 carbon atoms and [Z] for a linear or branched polyhydroxyalkyl radical with 3 to 10 carbon atoms and 3 to 10 hydroxyl groups. The polyhydroxy fatty acid amides are known substances which can usually be obtained by reductive amination of a reducing sugar with ammonia, an alkylamine or an alkanolamine and subsequent acylation with a fatty acid, a fatty acid alkyl ester or a fatty acid chloride.
Zur Gruppe der Polyhydroxyfettsäureamide gehören auch Verbindungen der Formel (III),The group of polyhydroxy fatty acid amides also includes compounds of the formula (III)
R1-O-R2 R 1 -OR 2
II
R-CO-N-[Z] (III)R-CO-N- [Z] (III)
in der R für einen linearen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, R1 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und R2 für einen linearen, verzweigten oder cyclischen Alkylrest oder einen Arylrest oder einen Oxy-Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht, wobei C1-4-Alkyl- oder Phenylreste bevorzugt sind und [Z] für einen linearen Polyhydroxyalkylrest steht, dessen Alkylkette mit mindestens zwei Hydroxylgruppen substituiert ist, oder alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte oder propoxylierte Derivate dieses Restes.in which R represents a linear or branched alkyl or alkenyl radical having 7 to 12 carbon atoms, R 1 represents a linear, branched or cyclic alkyl radical or an aryl radical having 2 to 8 carbon atoms and R 2 represents a linear, branched or cyclic alkyl radical or an aryl radical or an oxyalkyl radical with 1 to 8 Carbon atoms, C 1-4 alkyl or phenyl radicals are preferred and [Z] stands for a linear polyhydroxyalkyl radical whose alkyl chain is substituted with at least two hydroxyl groups, or alkoxylated, preferably ethoxylated or propoxylated derivatives of this radical.
[Z] wird vorzugsweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuckers erhalten, beispielsweise Glucose, Fructose, Maltose, Lactose, Galactose, Mannose oder Xylose. Die N-Alkoxy- oder N-Aryloxy-substituierten Verbindungen können beispielsweise durch Umsetzung mit Fettsäuremethylestern in Gegenwart eines Alkoxids als Katalysator in die gewünschten Polyhydroxyfettsäureamide überführt werden.[Z] is preferably obtained by reductive amination of a reducing sugar, for example glucose, fructose, maltose, lactose, galactose, mannose or xylose. The N-alkoxy- or N-aryloxy-substituted compounds can, for example, be converted into the desired polyhydroxy fatty acid amides by reaction with fatty acid methyl esters in the presence of an alkoxide as catalyst.
Als anionische Tenside werden beispielsweise solche vom Typ der Sulfonate und Sulfate eingesetzt. Als Tenside vom Sulfonat-Typ kommen dabei vorzugsweise C9-13- Alkylbenzolsulfonate, Olefinsulfonate, das heißt Gemische aus Alken- und Hydroxyalkansulfonaten sowie Disulfonaten, wie man sie beispielsweise aus C12-18- Monoolefinen mit end- oder innenständiger Doppelbindung durch Sulfonieren mit gasförmigem Schwefeltrioxid und anschließende Alkalische oder saure Hydrolyse der Sulfonierungsprodukte erhält, in Betracht. Geeignet sind auch Alkansulfonate, die aus C12.18-Alkanen beispielsweise durch Sulfochlorierung oder Sulfoxidation mit anschließender Hydrolyse beziehungsweise Neutralisation gewonnen werden. Ebenso sind auch die Ester von -Sulfofettsäuren (Estersulfonate), zum Beispiel die α-sulfonierten Methylester der hydrierten Kokos-, Palmkern- oder Taigfettsäuren geeignet.Anionic surfactants used are, for example, those of the sulfonate and sulfate type. The surfactants of the sulfonate type are preferably C 9-13 -alkylbenzenesulfonates, olefin sulfonates, that is to say mixtures of alkene and hydroxyalkanesulfonates and disulfonates such as are obtained, for example, from C 12-18 monoolefins having a terminal or internal double bond by sulfonating with gaseous Sulfur trioxide and subsequent alkaline or acidic hydrolysis of the sulfonation products is considered. Alkanesulfonates which are derived from C 12 are also suitable. 18 -alkanes can be obtained, for example, by sulfochlorination or sulfoxidation with subsequent hydrolysis or neutralization. The esters of sulfo fatty acids (ester sulfonates), for example the α-sulfonated methyl esters of hydrogenated coconut, palm kernel or tallow fatty acids, are also suitable.
Weitere geeignete Aniontenside sind sulfierte Fettsäureglycerinester. Unter Fettsäureglycerinestern sind die Mono-, Di- und Triester sowie deren Gemische zu verstehen, wie sie bei der Herstellung durch Veresterung von einem Monoglycerin mit 1 bis 3 Mol Fettsäure oder bei der Umesterung von Triglyceriden mit 0,3 bis 2 Mol Glycerin erhalten werden. Bevorzugte sulfierte Fettsäureglycerinester sind dabei die Sulfierpro- dukte von gesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise der Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Behensäure.Other suitable anionic surfactants are sulfonated fatty acid glycerol esters. Fatty acid glycerol esters are to be understood as meaning the mono-, di- and triesters and their mixtures as obtained in the production by esterification of a monoglycerol with 1 to 3 moles of fatty acid or in the transesterification of triglycerides with 0.3 to 2 moles of glycerol. Preferred sulfonated fatty acid glycerol esters are the sulfonation products of saturated fatty acids having 6 to 22 carbon atoms, for example caproic acid, caprylic acid, capric acid, myristic acid, lauric acid, palmitic acid, stearic acid or behenic acid.
Als Alk(en)ylsulfate werden die Alkali- und insbesondere die Natriumsalze der Schwefelsäurehalbester der C12-C18-Fettalkohole, beispielsweise aus Kokosfettalkohol, Taigfettalkohol, Lauryl-, Myristyl-, Cetyl- oder Stearylalkohol oder der C 0-C20- Oxoalkohole und diejenigen Halbester sekundärer Alkohole dieser Kettenlängen bevorzugt. Weiterhin bevorzugt sind Alk(en)ylsulfate der genannten Kettenlänge, welche einen synthetischen, auf petrochemischer Basis hergestellten geradkettigen Alkylrest enthalten, die ein analoges Abbauverhalten besitzen wie die adäquaten Verbindungen auf der Basis von fettchemischen Rohstoffen. Aus waschtechnischem Interesse sind die C12-C16-Alkylsulfate und C12-C15-Alkylsulfate sowie C14-C15-Alkylsulfate bevorzugt. Auch 2,3-Alkylsulfate sind geeignete Aniontenside.The alk (en) yl sulfates are the alkali and in particular the sodium salts of the sulfuric acid half esters of C 12 -C 18 fatty alcohols, for example from coconut oil alcohol, tallow fatty alcohol, lauryl, myristyl, cetyl or stearyl alcohol or the C 0 -C 20 - Oxo alcohols and those half esters of secondary alcohols of this chain length are preferred. Also preferred are alk (en) yl sulfates of the chain length mentioned which contain a synthetic, straight-chain alkyl radical prepared on a petrochemical basis and which have a degradation behavior analogous to that of the adequate compounds based on oleochemical raw materials. The C 12 -C 16 alkyl sulfates and C 12 -C 15 alkyl sulfates as well as C 14 -C 15 alkyl sulfates are preferred from the point of view of washing technology. 2,3-Alkyl sulfates are also suitable anionic surfactants.
Auch die Schwefelsäuremonoester der mit 1 bis 6 Mol Ethylenoxid ethoxylierten geradkettigen oder verzweigten C -21-Alkohole, wie 2-Methyl-verzweigte C9-11 -Alkohole mit im Durchschnitt 3,5 Mol Ethylenoxid (EO) oder C12-ι8-Fettalkohole mit 1 bis 4 EO, sind geeignet. Sie werden in Reinigungsmitteln aufgrund ihres hohen Schaumverhaltens nur in relativ geringen Mengen, beispielsweise in Mengen bis 5 Gew.-%, üblicherweise von 1 bis 5 Gew.-%, eingesetzt.Also, the Schwefelsäuremonoester the ethoxylated with 1 to 6 moles of ethylene oxide chain or branched C -21 alcohols such as 2-methyl-branched C9-11 alcohols containing on average 3.5 mol ethylene oxide (EO) or C ι 12- 8 - Fatty alcohols with 1 to 4 EO are suitable. Because of their high foaming behavior, they are used in cleaning agents only in relatively small amounts, for example in amounts up to 5% by weight, usually from 1 to 5% by weight.
Weitere geeignete Aniontenside sind auch die Salze der Alkylsulfobernsteinsäure, die auch als Sulfosuccinate oder als Sulfobernsteinsäureester bezeichnet werden und die Monoester und/oder Diester der Sulfobernsteinsäure mit Alkoholen, vorzugsweise Fettalkoholen und insbesondere ethoxylierten Fettalkoholen darstellen. Bevorzugte Sulfosuccinate enthalten C8-18-Fettalkoholreste oder Mischungen aus diesen. Insbesondere bevorzugte Sulfosuccinate enthalten einen Fettalkoholrest, der sich von ethoxylierten Fettalkoholen ableitet, die für sich betrachtet nichtionische Tenside darstellen (Beschreibung siehe oben). Dabei sind wiederum Sulfosuccinate, deren Fettalkohol-Reste sich von ethoxylierten Fettalkoholen mit eingeengter Homologenverteilung ableiten, besonders bevorzugt. Ebenso ist es auch möglich, Alk(en)ylbernsteinsäure mit vorzugsweise 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in der Alk(en)ylkette oder deren Salze einzusetzen.Other suitable anionic surfactants are also the salts of alkylsulfosuccinic acid, which are also referred to as sulfosuccinates or as sulfosuccinic acid esters and which are monoesters and / or diesters of sulfosuccinic acid with alcohols, preferably fatty alcohols and especially ethoxylated fatty alcohols. Preferred sulfosuccinates contain C 8-18 fatty alcohol residues or mixtures thereof. Particularly preferred sulfosuccinates contain a fatty alcohol residue which is derived from ethoxylated fatty alcohols, which in themselves are nonionic surfactants (description see above). Again, sulfosuccinates whose fatty alcohol residues are derived from ethoxylated fatty alcohols with a narrow homolog distribution are particularly preferred. It is also possible to use alk (en) ylsuccinic acid with preferably 8 to 18 carbon atoms in the alk (en) yl chain or salts thereof.
Als weitere anionische Tenside kommen insbesondere Seifen in Betracht. Geeignet sind gesättigte Fettsäureseifen, wie die Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, hydrierte Erucasäure und Behensäure sowie insbesondere aus natürlichen Fettsäuren, zum Beispiel Kokos-, Palmkern- oder Taigfettsäuren, abgeleitete Seifengemische. Die anionischen Tenside einschließlich der Seifen können in Form ihrer Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze sowie als lösliche Salze organischer Basen, wie Mono-, Dioder Triethanolamin, vorliegen. Vorzugsweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer Natrium- oder Kaliumsalze, insbesondere in Form der Natriumsalze vor.Soaps are particularly suitable as further anionic surfactants. Saturated fatty acid soaps are suitable, such as the salts of lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, hydrogenated erucic acid and behenic acid, and in particular soap mixtures derived from natural fatty acids, for example coconut, palm kernel or tallow fatty acids. The anionic surfactants, including the soaps, can be in the form of their sodium, potassium or ammonium salts and also as soluble salts of organic bases, such as mono-, di- or triethanolamine. The anionic surfactants are preferably in the form of their sodium or potassium salts, in particular in the form of the sodium salts.
Die Tenside können in den erfindungsgemäßen Reinigungs- oder Waschmitteln insgesamt in einer Menge von vorzugsweise 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere von 8 Gew.-% bis 30 Gew.-%, bezogen auf das fertige Mittel, enthalten sein.The total amount of the surfactants in the cleaning or washing agents according to the invention is preferably from 5% by weight to 50% by weight, in particular from 8% by weight to 30% by weight, based on the finished agent ,
Erfindungsgemäße Mittel können Bleichmittel enthalten. Unter den als Bleichmittel dienenden, in Wasser H2O2 liefernden Verbindungen haben das Natriumpercarbonat, das Natriumperborattetrahydrat und das Natriumperboratmonohydrat besondere Bedeutung. Weitere brauchbare Bleichmittel sind beispielsweise Peroxopyrophosphate, Citratperhydrate sowie H2O2 liefernde persaure Salze oder Persäuren, wie Persulfate beziehungsweise Perschwefelsäure. Brauchbar ist auch das Hamstoffperoxohydrat Percarbamid, das durch die Formel H2N-CO-NH2Η2O2 beschrieben werden kann. Insbesondere beim Einsatz der Mittel für das Reinigen harter Oberflächen, zum Beispiel beim maschinellen Geschirrspülen, können sie gewünschtenfalls auch Bleichmittel aus der Gruppe der organischen Bleichmittel enthalten, obwohl deren Einsatz prinzipiell auch bei Mitteln für die Textilwäsche möglich ist. Typische organische Bleichmittel sind die Diacylperoxide, wie zum Beispiel Dibenzoylperoxid. Weitere typische organische Bleichmittel sind die Peroxysäuren, wobei als Beispiele besonders die Alkylperoxysäuren und die Arylperoxysäuren genannt werden. Bevorzugte Vertreter sind die Peroxybenzoesäure und ihre ringsubstituierten Derivate, wie Alkylperoxybenzoesäuren, aber auch Peroxy-α-Naphthoesäure und Magnesium-monoperphthalat, die aliphatischen oder substituiert aliphatischen Peroxysäuren, wie Peroxylaurinsäure, Peroxystearinsäure, ε-Phthalimidoperoxycapronsäure (Phthalimidoperoxyhexansäure, PAP), o-Carboxybenzamidoperoxycapronsäure, N-Nonenylamidoperadipinsäure und N- Nonenylamidopersuccinate, und aliphatische und araliphatische Peroxydicarbonsäuren, wie 1 ,12-Diperoxycarbonsäure, 1 ,9-Diperoxyazelainsäure, Diperoxysebacinsäure, Di- peroxybrassylsäure, die Diperoxyphthalsäuren, 2-Decyldiperoxybutan-1 ,4-disäure, N,N- Terephthaloyl-di(6-aminopercapronsäure) können eingesetzt werden. Der Gehalt der Mittel an Bleichmittel kann 1 bis 40 Gew.-% und insbesondere 10 bis 20 Gew.-%, betragen, wobei vorteilhafterweise Perboratmonohydrat oder Percarbonat eingesetzt wird.Agents according to the invention can contain bleaching agents. Among the compounds which serve as bleaching agents and supply H 2 O 2 in water, sodium percarbonate, sodium perborate tetrahydrate and sodium perborate monohydrate are of particular importance. Further usable bleaching agents are, for example, peroxopyrophosphates, citrate perhydrates and H 2 O 2 -producing peracidic salts or peracids, such as persulfates or persulfuric acid. The urea peroxohydrate percarbamide can also be used, which can be described by the formula H 2 N-CO-NH 2 Η 2 O 2 . In particular, when using the agents for cleaning hard surfaces, for example in automatic dishwashing, they can, if desired, also contain bleaching agents from the group of organic bleaching agents, although their use is in principle also possible for agents for textile washing. Typical organic bleaching agents are the diacyl peroxides, such as dibenzoyl peroxide. Other typical organic bleaching agents are peroxy acids, examples of which include alkyl peroxy acids and aryl peroxy acids. Preferred representatives are the peroxybenzoic acid and its ring-substituted derivatives, such as alkylperoxybenzoic acids, but also peroxy-α-naphthoic acid and magnesium monoperphthalate, the aliphatic or substituted aliphatic peroxyacids, such as peroxylauric acid, peroxystearic acid, ε-phthalimidoperoxycaproic acid, pamidocarboxyacid, phthalimidoproacid, N-nonenylamide operadipic acid and N-nonenylamidopersuccinate, and aliphatic and araliphatic peroxydicarboxylic acids, such as 1, 12-diperoxycarboxylic acid, 1, 9-diperoxyazelaic acid, diperoxysebacic acid, di-peroxybrassyl acid, the diperoxyphthalic acid, n-4-decanoic acid, 2-decanoic acid, 2-decanoic acid Terephthaloyl-di (6-aminopercaproic acid) can be used. The bleaching agent content of the compositions can be 1 to 40% by weight and in particular 10 to 20% by weight, advantageously using perborate monohydrate or percarbonate.
Um beim Waschen bei Temperaturen von 60 °C und darunter, und insbesondere bei der Wäschevorbehandlung eine verbesserte Bleichwirkung zu erreichen, können die Mittel auch Bleichaktivatoren enthalten. Als Bleichaktivatoren können Verbindungen, die unter Perhydrolysebedingungen aliphatische Peroxocarbonsäuren mit vorzugsweise 1 bis 10 C-Atomen, insbesondere 2 bis 4 C-Atomen, und/oder gegebenenfalls substituierte Perbenzoesäure ergeben, eingesetzt werden. Geeignet sind Substanzen, die O- und/oder N-Acylgruppen der genannten C-Atomzahl und/oder gegebenenfalls substituierte Benzoylgruppen tragen. Bevorzugt sind mehrfach acylierte Alkylendiamine, insbesondere Tetraacetylethylendiamin (TAED), acylierte Triazinderivate, insbesondere 1 ,5-Diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1 ,3,5-triazin (DADHT), acylierte Glycolurile, insbesondere 1 ,3,4,6-Tetraacetylglycoluril (TAGU), N-Acylimide, insbesondere N-Nonanoyl- succinimid (NOSI), acylierte Phenolsulfonate, insbesondere π-Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- beziehungsweise iso-NOBS), acylierte Hydroxycarbonsäuren, wie Triethyl-O-acetylcitrat (TEOC), Carbonsäureanhydride, insbesondere Phthalsäureanhydrid, Isatosäureanhydrid und/oder Bernsteinsäureanhydrid, Carbonsäureamide, wie N-Methyldiacetamid, Glycolid, acylierte mehrwertige Alkohole, insbesondere Triacetin, Ethylenglycoldiacetat, Isopropenylacetat, 2,5- Diacetoxy-2,5-dihydrofuran und die aus den deutschen Patentanmeldungen DE 196 16 693 und DE 196 16767 bekannten Enolester sowie acetyliertes Sorbitol und Mannitol beziehungsweise deren in der europäischen Patentanmeldung EP 0 525239 beschriebene Mischungen (SORMAN), acylierte Zuckerderivate, insbesondere Pentaacetylglucose (PAG), Pentaacetylfructose, Tetraacetylxylose und Octaacetyllactose sowie acetyliertes, gegebenenfalls N-alkyliertes Glucamin beziehungsweise Gluconolacton, Triazol beziehungsweise Triazolderivate und/oder teilchenförmige Caprolactame und/oder Caprolactamderivate, bevorzugt N-acylierte Lactame, beispielsweise N-Benzoylcaprolactam und N-Acetylcaprolactam, die aus den internationalen Patentanmeldungen WO 94/27970, WO 94/28102, WO 94/28103, WO 95/00626, WO 95/14759 und WO 95/17498 bekannt sind. Die aus der deutschen Patentanmeldung DE 196 16769 bekannten hydrophil substituierten Acylacetale und die in der deutschen Patentanmeldung DE 196 16 770 sowie der internationalen Patentanmeldung WO 95/14075 beschriebenen Acyllactame werden ebenfalls bevorzugt eingesetzt. Auch die aus der deutschen Patentanmeldung DE 4443 177 bekannten Kombinationen konventioneller Bleichaktivatoren können eingesetzt werden. Ebenso können Nitrilderivate wie Cyanopyridine, Nitrilquats, zum Beispiel N- Alkylammoniumacetonitrile, und/oder Cyanamidderivate eingesetzt werden. Bevorzugte Bleichaktivatoren sind Natrium-4-(octanoyloxy)-benzolsulfonat, n-Nonanoyl- oder Isononanoyloxybenzolsulfonat (n- beziehungsweise iso-NOBS), Undecenoyl- oxybenzolsulfonat (UDOBS), Natriumdodecanoyloxybenzolsulfonat (DOBS), Decanoyl- oxybenzoesäure (DOBA, OBC 10) und/oder Dodecanoyloxybenzolsulfonat (OBS 12), sowie N-Methylmorpholinum-acetonitril (MMA). Derartige Bleichaktivatoren können im üblichen Mengenbereich von 0,01 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 15 Gew.-%, insbesondere 1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, enthalten sein.In order to achieve an improved bleaching effect when washing at temperatures of 60 ° C. and below, and in particular during laundry pretreatment, the agents can also contain bleach activators. Bleach activators which can be used are compounds which, under perhydrolysis conditions, give aliphatic peroxocarboxylic acids having preferably 1 to 10 C atoms, in particular 2 to 4 C atoms, and / or optionally substituted perbenzoic acid. Suitable substances are those which carry O- and / or N-acyl groups of the number of carbon atoms mentioned and / or optionally substituted benzoyl groups. Polyacylated alkylenediamines, in particular tetraacetylethylene diamine (TAED), acylated triazine derivatives, in particular 1,5-diacetyl-2,4-dioxohexahydro-1,3,5-triazine (DADHT), acylated glycolurils, in particular 1,3,4,6 are preferred -Tetraacetylglycoluril (TAGU), N-acylimides, especially N-nonanoyl-succinimide (NOSI), acylated phenolsulfonates, especially π-nonanoyl- or isononanoyloxybenzenesulfonate (n- or iso-NOBS), acylated hydroxycarboxylic acids (such as triethyl carbonic acids), such as triethyl carboxylic acids, such as triethyl carbonate ), Carboxylic anhydrides, especially phthalic anhydride, isatoic anhydride and / or succinic anhydride, carboxylic acid amides, such as N-methyldiacetamide, glycolide, acylated polyhydric alcohols, especially triacetin, ethylene glycol diacetate, isopropenylacetate, 2,5-diacetoxy-2,5-dihydrofuran and the German dihydrofuran DE 196 16 693 and DE 196 16767 known enol esters as well as acetylated sorbitol and mannitol or their in the European patent application Mixtures described in EP 0 525239 (SORMAN), acylated sugar derivatives, in particular pentaacetylglucose (PAG), pentaacetylfructose, tetraacetylxylose and octaacetyllactose, as well as acetylated, optionally N-alkylated glucamine or gluconolactone, triazole or triazole derivatives and / or particulate / caprol, caprol, or particulate / caprol, preferably caprol acylated lactams, for example N-benzoylcaprolactam and N-acetylcaprolactam, which are known from international patent applications WO 94/27970, WO 94/28102, WO 94/28103, WO 95/00626, WO 95/14759 and WO 95/17498. The hydrophilically substituted acylacetals known from German patent application DE 196 16769 and the acyl lactams described in German patent application DE 196 16 770 and international patent application WO 95/14075 are also preferred used. The combinations of conventional bleach activators known from German patent application DE 4443 177 can also be used. Nitrile derivatives such as cyanopyridines, nitrile quats, for example N-alkylammonium acetonitrile, and / or cyanamide derivatives can also be used. Preferred bleach activators are sodium-4- (octanoyloxy) benzenesulfonate, n-nonanoyl or isononanoyloxybenzenesulfonate (n- or iso-NOBS), Undecenoyl- oxybenzenesulfonate (UDOBS), Natriumdodecanoyloxybenzolsulfonat (DOBS), decanoyl oxybenzoic acid (DOBA, OBC 10) and / or dodecanoyloxybenzenesulfonate (OBS 12), and N-methylmorpholinum acetonitrile (MMA). Bleach activators of this type can be used in the customary quantity range from 0.01 to 20% by weight, preferably in amounts from 0.1 to 15% by weight, in particular 1% by weight to 10% by weight, based on the total composition. be included.
Zusätzlich zu den konventionellen Bleichaktivatoren oder an deren Stelle können auch sogenannte Bleichkatalysatoren enthalten sein. Bei diesen Stoffen handelt es sich um bleichverstärkende Übergangsmetallsalze beziehungsweise Übergangsmetallkomplexe wie beispielsweise Mn-, Fe-, Co-, Ru - oder Mo-Salenkomplexe oder -carbonylkomplexe. Auch Mn-, Fe-, Co-, Ru-, Mo-, Ti-, V- und Cu-Komplexe mit N-haltigen Tripod-Liganden sowie Co-, Fe-, Cu- und Ru-Amminkomplexe sind als Bleichkatalysatoren geeignet, wobei solche Verbindungen bevorzugt eingesetzt werden, die in der DE 197 09 284 A1 beschrieben sind. Gemäß WO 99/63038 vermögen auch Acetonitril-Derivate und gemäß WO 99/63041 bleichaktivierende Übergangsmetallkomplexverbindungen in Kombination mit Amylasen eine bleichaktivierende Wirkung zu entfalten.In addition to the conventional bleach activators or in their place, so-called bleach catalysts can also be included. These substances are bleach-enhancing transition metal salts or transition metal complexes such as, for example, Mn, Fe, Co, Ru or Mo salt complexes or carbonyl complexes. Mn, Fe, Co, Ru, Mo, Ti, V and Cu complexes with N-containing tripod ligands as well as Co, Fe, Cu and Ru amine complexes are also suitable as bleaching catalysts. preference is given to using those compounds which are described in DE 197 09 284 A1. According to WO 99/63038, acetonitrile derivatives and, according to WO 99/63041, bleach-activating transition metal complex compounds in combination with amylases are also able to develop a bleach-activating effect.
Erfindungsgemäße Mittel enthalten in der Regel einen oder mehrere Builder, insbesondere Zeolithe, Silikate, Carbonate, organische Cobuilder und - wo keine ökologischen Gründe gegen ihren Einsatz sprechen - auch die Phosphate. Letztere sind insbesondere in Reinigungsmitteln für das maschinelle Geschirrspülen bevorzugt einzusetzende Gerüststoffe.Agents according to the invention generally contain one or more builders, in particular zeolites, silicates, carbonates, organic cobuilders and - where there are no ecological reasons not to use them - the phosphates. The latter are builders to be used particularly in cleaning agents for automatic dishwashing.
Zu nennen sind hier kristalline, schichtförmige Natriumsilicate der allgemeinen FormelCrystalline, layered sodium silicates of the general formula are to be mentioned here
NaMSixO2x+1-yH2O, wobei M Natrium oder Wasserstoff bedeutet, x eine Zahl von 1 ,6 bis 4, vorzugsweise 1 ,9 bis 4,0 und y eine Zahl von 0 bis 20 ist und bevorzugte Werte für x 2, 3 oder 4 sind. Derartige kristalline Schichtsilicate werden beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 0 164 514 beschrieben. Bevorzugte kristalline Schichtsilicate der angegebenen Formel sind solche, in denen M für Natrium steht und x die Werte 2 oder 3 annimmt. Insbesondere sind sowohl ß- als auch δ-NatriumdisilicateNaMSi x O 2x + 1 -yH 2 O, where M is sodium or hydrogen, x is a number from 1.6 to 4, preferably 1.9 to 4.0 and y is a number from 0 to 20 and preferred values for x 2, 3 or 4. Such crystalline layered silicates are described, for example, in European patent application EP 0 164 514. Preferred crystalline Layered silicates of the formula given are those in which M is sodium and x is 2 or 3. In particular, both ß- and δ-sodium disilicate
Na2Si2O5-yH2O bevorzugt. Im Handel befinden sich derartige Verbindungen beispielsweise unter der Bezeichnung SKS® (Fa. Clariant). So handelt es sich bei SKS-Na 2 Si 2 O 5 -yH 2 O is preferred. Such compounds are commercially available, for example, under the name SKS® (from Clariant). This is how SKS-
6® vorwiegend um ein δ-Natriumdisilicat mit der Formel Na2Si2O5-yH2O, bei SKS-7® vorwiegend um das ß-Natriumdisilicat. Durch Reaktion mit Säuren (zum Beispiel Citronensäure oder Kohlensäure) entsteht aus dem δ-Natriumdisilicat Kanemit6 ® mainly around a δ-sodium disilicate with the formula Na 2 Si 2 O 5 -yH 2 O, with SKS-7 ® mainly around the β-sodium disilicate. Reaction with acids (for example citric acid or carbonic acid) results in kanemite from the δ-sodium disilicate
NaHSi2O5 yH2O, im Handel unter den Bezeichnungen SKS-9® beziehungsweise SKS- 10® (Fa. Clariant). Von Vorteil kann es auch sein, chemische Modifikationen dieser Schichtsilicate einzusetzen. So kann beispielsweise die Alkalität der Schichtsilicate geeignet beeinflußt werden. Mit Phosphat beziehungsweise mit Carbonat dotierte Schichtsilicate weisen im Vergleich zu dem δ-Natriumdisilicat veränderte Kristallmorphologien auf, lösen sich schneller und zeigen im Vergleich zu δ- Natriumdisilicat ein erhöhtes Calciumbindevermögen. So sind Schichtsilicate der allgemeinen Summenformel x Na2O« y SiO2 • z P2O5, in der das Verhältnis x zu y einer Zahl 0,35 bis 0,6, das Verhältnis x zu z einer Zahl von 1 ,75 bis 1200 und das Verhältnis y zu z einer Zahl von 4 bis 2800 entsprechen, in der Patentanmeldung DE 19601 063 beschrieben. Die Löslichkeit der Schichtsilicate kann auch erhöht werden, indem besonders feinteilige Schichtsilicate eingesetzt werden. Auch Compounds aus den kristallinen Schichtsilicaten mit anderen Inhaltsstoffen können eingesetzt werden. Dabei sind insbesondere Compounds mit Cellulosederivaten, die Vorteile in der desintegrierenden Wirkung aufweisen und insbesondere in Waschmitteltabletten eingesetzt werden, sowie Compounds mit Polycarboxylaten, zum Beispiel Citronensäure, beziehungsweise polymeren Polycarboxylaten, zum Beispiel Copolymeren der Acrylsäure, zu nennen.NaHSi 2 O 5 yH 2 O, commercially available under the names SKS-9 ® and SKS-10 ® (from Clariant). It can also be advantageous to use chemical modifications of these layered silicates. For example, the alkalinity of the layered silicates can be suitably influenced. Layered silicates doped with phosphate or carbonate have changed crystal morphologies compared to δ-sodium disilicate, dissolve faster and show an increased calcium binding capacity compared to δ-sodium disilicate. Layer silicates are of the general empirical formula x Na 2 O «y SiO 2 • z P 2 O 5 , in which the ratio x to y is a number from 0.35 to 0.6, the ratio x to z is a number from 1.75 to 1200 and the ratio y to z correspond to a number from 4 to 2800, described in patent application DE 19601 063. The solubility of the layer silicates can also be increased by using particularly finely divided layer silicates. Compounds made from crystalline layered silicates with other ingredients can also be used. Compounds with cellulose derivatives, which have advantages in disintegrating action and are used in particular in detergent tablets, and compounds with polycarboxylates, for example citric acid, or polymeric polycarboxylates, for example copolymers of acrylic acid, are to be mentioned in particular.
Einsetzbar sind auch amorphe Natriumsilikate mit einem Modul Na2O : SiO2 von 1 :2 bis 1 :3,3, vorzugsweise von 1 :2 bis 1 :2,8 und insbesondere von 1 :2 bis 1 :2,6, welche löseverzögert sind und Sekundärwascheigenschaften aufweisen. Die Löseverzögerung gegenüber herkömmlichen amorphen Natriumsilikaten kann dabei auf verschiedene Weise, beispielsweise durch Oberflächenbehandlung, Compoundierung, Kompaktierung/ Verdichtung oder durch Übertrocknung hervorgerufen worden sein. Im Rahmen dieser Erfindung wird unter dem Begriff "amorph" auch "röntgenamorph" verstanden. Dies heißt, daß die Silikate bei Röntgenbeugungsexperimenten keine scharfen Röntgenreflexe liefern, wie sie für kristalline Substanzen typisch sind, sondern allenfalls ein oder mehrere Maxima der gestreuten Röntgenstrahlung, die eine Breite von mehreren Gradeinheiten des Beugungswinkels aufweisen. Es kann jedoch sehr wohl sogar zu besonders guten Buildereigenschaften führen, wenn die Silikatpartikel bei Elektronenbeugungsexperimenten verwaschene oder sogar scharfe Beugungsmaxima liefern. Dies ist so zu interpretieren, daß die Produkte mikrokristalline Bereiche der Größe 10 bis einige Hundert nm aufweisen, wobei Werte bis max. 50 nm und insbesondere bis max. 20 nm bevorzugt sind. Insbesondere bevorzugt sind verdichtete/kompaktierte amorphe Silikate, compoundierte amorphe Silikate und übertrocknete röntgenamorphe Silikate.Amorphous sodium silicates with a modulus Na 2 O: SiO 2 of 1: 2 to 1: 3.3, preferably from 1: 2 to 1: 2.8 and in particular from 1: 2 to 1: 2.6, can also be used are delayed in dissolving and have secondary washing properties. The delay in dissolution compared to conventional amorphous sodium silicates can be caused in various ways, for example by surface treatment, compounding, compacting / compression or by overdrying. In the context of this invention, the term “amorphous” is also understood to mean “X-ray amorphous”. This means that the silicates are not sharp in X-ray diffraction experiments X-ray reflections, as are typical for crystalline substances, provide at most one or more maxima of the scattered X-rays, which have a width of several degree units of the diffraction angle. However, it can very well lead to particularly good builder properties if the silicate particles deliver washed-out or even sharp diffraction maxima in electron diffraction experiments. This is to be interpreted as meaning that the products have microcrystalline areas of size 10 to a few hundred nm, values up to max. 50 nm and in particular up to max. 20 nm are preferred. Compacted / compacted amorphous silicates, compounded amorphous silicates and over-dried X-ray amorphous silicates are particularly preferred.
Ein gegebenenfalls einsetzbarer, feinkristalliner, synthetischer und gebundenes Wasser enthaltender Zeolith ist vorzugsweise Zeolith A und/oder P. Als Zeolith P wird Zeolith MAP® (Handelsprodukt der Firma Crosfield) besonders bevorzugt. Geeignet sind jedoch auch Zeolith X sowie Mischungen aus A, X und/oder P. Kommerziell erhältlich und im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt einsetzbar ist beispielsweise auch ein Co-Kristallisat aus Zeolith X und Zeolith A (ca. 80 Gew.-% Zeolith X), das von der Firma CONDEA Augusta S.p.A. unter dem Markennamen VEGOBOND AX® vertrieben wird und durch die FormelAn optionally usable, finely crystalline, synthetic and bound water-containing zeolite is preferably zeolite A and / or P. As zeolite P, zeolite MAP® (commercial product from Crosfield) is particularly preferred. However, zeolite X and mixtures of A, X and / or P are also suitable. Commercially available and can preferably be used in the context of the present invention, for example a co-crystallizate of zeolite X and zeolite A (about 80% by weight of zeolite X) ), which is sold by CONDEA Augusta SpA under the brand name VEGOBOND AX ® and by the formula
nNa2O (1-n)K2O AI2O3 (2 - 2,5)SiO2 (3,5 - 5,5) H2OnNa 2 O (1-n) K 2 O AI 2 O 3 (2 - 2.5) SiO 2 (3.5 - 5.5) H 2 O
beschrieben werden kann. Geeignete Zeolithe weisen eine mittlere Teilchengröße von weniger als 10 μm (Volumenverteilung; Meßmethode: Coulter Counter) auf und enthalten vorzugsweise 18 bis 22 Gew.-%, insbesondere 20 bis 22 Gew.-% an gebundenem Wasser.can be described. Suitable zeolites have an average particle size of less than 10 μm (volume distribution; measurement method: Coulter Counter) and preferably contain 18 to 22% by weight, in particular 20 to 22% by weight, of bound water.
Selbstverständlich ist auch ein Einsatz der allgemein bekannten Phosphate als Buildersubstanzen möglich, sofern ein derartiger Einsatz nicht aus ökologischen Gründen vermieden werden sollte. Unter der Vielzahl der kommerziell erhältlichen Phosphate haben die Alkalimetallphosphate unter besonderer Bevorzugung von Pentanatrium- beziehungsweise Pentakaliumtriphosphat (Natrium- beziehungsweise Kaliumtripolyphosphat) in der Wasch- und Reinigungsmittel-Industrie die größte Bedeutung. Alkalimetallphosphate ist dabei die summarische Bezeichnung für die Alkalimetall- (insbesondere Natrium- und Kalium-) -Salze der verschiedenen Phosphorsäuren, bei denen man Metaphosphorsäuren (HPO3)n und Orthophosphorsäure H PO4 neben höhermolekularen Vertretern unterscheiden kann. Die Phosphate vereinen dabei mehrere Vorteile in sich: Sie wirken als Alkaliträger, verhindern Kalkbeläge auf Maschinenteilen beziehungsweise Kalkinkrustationen in Geweben und tragen überdies zur Reinigungsleistung bei.Of course, it is also possible to use the generally known phosphates as builders, provided that such use should not be avoided for ecological reasons. Of the large number of commercially available phosphates, the alkali metal phosphates, with particular preference for pentasodium or pentapotassium triphosphate (sodium or potassium tripolyphosphate), have the greatest importance in the detergent and cleaning agent industry. Alkali metal phosphates is the general term for the alkali metal (especially sodium and potassium) salts of the various phosphoric acids, in which one can distinguish between metaphosphoric acids (HPO 3 ) n and orthophosphoric acid H PO 4 in addition to higher molecular weight representatives. The phosphates combine several advantages: they act as alkali carriers, prevent limescale deposits on machine parts or lime incrustations in tissues and also contribute to cleaning performance.
Natriumdihydrogenphosphat, NaH2PO , existiert als Dihydrat (Dichte 1 ,91 gern"3, Schmelzpunkt 60°) und als Monohydrat (Dichte 2,04 gern"3). Beide Salze sind weiße, in Wasser sehr leicht lösliche Pulver, die beim Erhitzen das Kristallwasser verlieren und bei 200°C in das schwach saure Diphosphat (Dinatriumhydrogendiphosphat, Na2H2P2O7), bei höherer Temperatur in Natiumtrimetaphosphat (Na3P3O9) und Maddrellsches Salz (siehe unten), übergehen. NaH2PO4 reagiert sauer; es entsteht, wenn Phosphorsäure mit Natronlauge auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellt und die Maische versprüht wird. Kaliumdihydrogenphosphat (primäres oder einbasiges Kaliumphosphat, Kaliumbiphosphat, KDP), KH2PO4, ist ein weißes Salz der Dichte 2,33 gern"3, hat einen Schmelzpunkt von 253°C [Zersetzung unter Bildung von Kaliumpolyphosphat (KPO3)x] und ist leicht löslich in Wasser.Sodium dihydrogen phosphate, NaH 2 PO, exists as a dihydrate (density 1.91, preferably "3 , melting point 60 °) and as a monohydrate (density 2.04, preferably " 3 ). Both salts are white, water-soluble powders, which lose water of crystallization when heated and at 200 ° C into the weakly acidic diphosphate (disodium hydrogen diphosphate, Na 2 H 2 P 2 O 7 ), at higher temperature in sodium trimetaphosphate (Na 3 P 3 O 9 ) and Maddrell's salt (see below). NaH 2 PO 4 is acidic; it occurs when phosphoric acid is adjusted to a pH of 4.5 with sodium hydroxide solution and the mash is sprayed. Potassium dihydrogen phosphate (primary or monobasic potassium phosphate, potassium biphosphate, KDP), KH 2 PO 4 , is a white salt with a density of 2.33 "3 , has a melting point of 253 ° C [decomposition to form potassium polyphosphate (KPO 3 ) x ] and is easily soluble in water.
Dinatriumhydrogenphosphat (sekundäres Natriumphosphat), Na2HPO , ist ein farbloses, sehr leicht wasserlösliches kristallines Salz. Es existiert wasserfrei und mit 2 Mol. (Dichte 2,066 gern"3, Wasserverlust bei 95°), 7 Mol. (Dichte 1 ,68 gern'3, Schmelzpunkt 48°C unter Verlust von 5 H2O) und 12 Mol. Wasser (Dichte 1 ,52 gern"3, Schmelzpunkt 35°C unter Verlust von 5 H2O), wird bei 100°C wasserfrei und geht bei stärkerem Erhitzen in das Diphosphat Na4P2O7 über. Dinatriumhydrogenphosphat wird durch Neutralisation von Phosphorsäure mit Sodalösung unter Verwendung von Phenolphthalein als Indikator hergestellt. Dikaliumhydrogenphosphat (sekundäres od. zweibasiges Kaliumphosphat), K2HPO4, ist ein amorphes, weißes Salz, das in Wasser leicht löslich ist.Disodium hydrogen phosphate (secondary sodium phosphate), Na 2 HPO, is a colorless, very easily water-soluble crystalline salt. It exists anhydrous and with 2 mol. (Density 2.066 gladly "3 , water loss at 95 °), 7 mol. (Density 1, 68 gladly '3 , melting point 48 ° C with loss of 5 H 2 O) and 12 mol. Water (Density 1, 52 like "3 , melting point 35 ° C with loss of 5 H 2 O), becomes anhydrous at 100 ° C and changes to diphosphate Na 4 P 2 O 7 when heated more. Disodium hydrogen phosphate is prepared by neutralizing phosphoric acid with soda solution using phenolphthalein as an indicator. Dipotassium hydrogen phosphate (secondary or dibasic potassium phosphate), K 2 HPO 4 , is an amorphous, white salt that is easily soluble in water.
Trinatriumphosphat, tertiäres Natriumphosphat, Na3PO4, sind farblose Kristalle, die als Dodecahydrat eine Dichte von 1 ,62 gern"3 und einen Schmelzpunkt von 73-76°C (Zersetzung), als Decahydrat (entsprechend 19-20% P2O5) einen Schmelzpunkt von 100°C und in wasserfreier Form (entsprechend 39-40% P2O5) eine Dichte von 2,536 gern"3 aufweisen. Trinatriumphosphat ist in Wasser unter Alkalischer Reaktion leicht löslich und wird durch Eindampfen einer Lösung aus genau 1 Mol Dinatriumphosphat und 1 Mol NaOH hergestellt. Trikaliumphosphat (tertiäres oder dreibasiges Kaliumphosphat), K3PO4, ist ein weißes, zerfließliches, körniges Pulver der Dichte 2,56 gern"3, hat einen Schmelzpunkt von 1340° und ist in Wasser mit Alkalischer Reaktion leicht löslich. Es entsteht zum Beispiel beim Erhitzen von Thomasschlacke mit Kohle und Kaliumsulfat. Trotz des höheren Preises werden in der Reinigungsmittel-Industrie die leichter löslichen, daher hochwirksamen, Kaliumphosphate gegenüber entsprechenden Natrium-Verbindungen vielfach bevorzugt.Trisodium phosphate, tertiary sodium phosphate, Na 3 PO 4 , are colorless crystals, which like dodecahydrate have a density of 1.62 "3 and a melting point of 73-76 ° C (decomposition), as decahydrate (corresponding to 19-20% P 2 O 5 ) have a melting point of 100 ° C. and, in anhydrous form (corresponding to 39-40% P 2 O 5 ), a density of 2.536 ″ 3 . Trisodium phosphate is light in alkaline reaction water soluble and is prepared by evaporating a solution of exactly 1 mol of disodium phosphate and 1 mol of NaOH. Tripotassium phosphate (tertiary or triphase potassium phosphate), K 3 PO 4 , is a white, deliquescent, granular powder with a density of 2.56 "3 , has a melting point of 1340 ° and is readily soluble in water with an alkaline reaction. It is formed, for example when heating Thomas slag with coal and potassium sulfate Despite the higher price, the more soluble, therefore highly effective, potassium phosphates are often preferred over corresponding sodium compounds in the cleaning agent industry.
Tetranatriumdiphosphat (Natriumpyrophosphat), Na4P2O7, existiert in wasserfreier Form (Dichte 2,534 gern"3, Schmelzpunkt 988°C, auch 880°C angegeben) und als Decahydrat (Dichte 1 ,815-1 ,836 gern"3, Schmelzpunkt 94°C unter Wasserverlust). Beide Substanzen sind farblose, in Wasser mit Alkalischer Reaktion lösliche Kristalle. Na4P2O7 entsteht beim Erhitzen von Dinatriumphosphat auf >200°C oder indem man Phosphorsäure mit Soda im stöchiometrischem Verhältnis umsetzt und die Lösung durch Versprühen entwässert. Das Decahydrat komplexiert Schwermetall-Salze und Härtebildner und verringert daher die Härte des Wassers. Kaliumdiphosphat (Kaliumpyrophosphat), K4P2O7, existiert in Form des Trihydrats und stellt ein farbloses, hygroskopisches Pulver mit der Dichte 2,33 gern"3 dar, das in Wasser löslich ist, wobei der pH-Wert der 1 %igen Lösung bei 25°C 10,4 beträgt.Tetrasodium diphosphate (sodium pyrophosphate), Na 4 P 2 O 7 , exists in anhydrous form (density 2.534 like "3 , melting point 988 ° C, also given 880 ° C) and as decahydrate (density 1, 815-1, 836 like " 3 , Melting point 94 ° C with loss of water). Both substances are colorless crystals that are soluble in water with an alkaline reaction. Na 4 P 2 O 7 is formed by heating disodium phosphate to> 200 ° C or by reacting phosphoric acid with soda in a stoichiometric ratio and dewatering the solution by spraying. The decahydrate complexes heavy metal salts and hardness formers and therefore reduces the hardness of the water. Potassium diphosphate (potassium pyrophosphate), K 4 P 2 O 7 , exists in the form of the trihydrate and is a colorless, hygroscopic powder with a density of 2.33 "3 , which is soluble in water, the pH value being 1% Solution at 25 ° C is 10.4.
Durch Kondensation des NaH2PO beziehungsweise des KH2PO4 entstehen höhermolekulare Natrium- und Kaliumphosphate, bei denen man cyclische Vertreter, die Natrium- beziehungsweise Kaliummetaphosphate und kettenförmige Typen, die Natriumbeziehungsweise Kaliumpolyphosphate, unterscheiden kann. Insbesondere für letztere sind eine Vielzahl von Bezeichnungen in Gebrauch: Schmelz- oder Glühphosphate, Grahamsches Salz, Kurrolsches und Maddrellsches Salz. Alle höheren Natrium- und Kaliumphosphate werden gemeinsam als kondensierte Phosphate bezeichnet.Condensation of the NaH 2 PO or the KH 2 PO 4 produces higher molecular weight sodium and potassium phosphates, in which one can distinguish cyclic representatives, the sodium or potassium metaphosphates and chain-like types, the sodium or potassium polyphosphates. A large number of terms are used in particular for the latter: melt or glow phosphates, Graham's salt, Kurrol's and Maddrell's salt. All higher sodium and potassium phosphates are collectively referred to as condensed phosphates.
Das technisch wichtige Pentanatriumtriphosphat, Na5P3O10 (Natriumtripolyphosphat), ist ein wasserfrei oder mit 6 H2O kristallisierendes, nicht hygroskopisches, weißes, wasserlösliches Salz der allgemeinen Formel NaO-[P(O)(ONa)-O]n-Na mit n=3. In 100 g Wasser lösen sich bei Zimmertemperatur etwa 17 g, bei 60°C ca. 20 g, bei 100°C rund 32 g des kristallwasserfreien Salzes; nach zweistündigem Erhitzen der Lösung auf 100°C entstehen durch Hydrolyse etwa 8% Orthophosphat und 15% Diphosphat. Bei der Herstellung von Pentanatriumtriphosphat wird Phosphorsäure mit Sodalösung oder Natronlauge im stöchiometrischen Verhältnis zur Reaktion gebracht und die Lösung durch Versprühen entwässert. Ähnlich wie Grahamsches Salz und Natriumdiphosphat löst Pentanatriumtriphosphat viele unlösliche Metall-Verbindungen (auch Kalkseifen usw.). Pentakaliumtriphosphat, K5P3O10 (Kaliumtripolyphosphat), kommt beispielsweise in Form einer 50 Gew.-%-igen Lösung (> 23% P2O5, 25% K2O) in den Handel. Die Kaliumpolyphosphate finden in der Wasch- und Reinigungsmittel-Industrie breite Verwendung. Weiter existieren auch Natriumkaliumtripolyphosphate, welche ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind. Diese entstehen beispielsweise, wenn man Natriumtrimetap osphat mit KOH hydrolysiert:The technically important pentasodium triphosphate, Na 5 P 3 O 10 (sodium tripolyphosphate), is an anhydrous or non-hygroscopic, water-soluble salt of the general formula NaO- [P (O) (ONa) -O] n that crystallizes with 6 H 2 O. -Na with n = 3. About 17 g of the salt free of water of crystallization dissolve in 100 g of water at room temperature, about 20 g at 60 ° C and about 32 g at 100 ° C; After heating the solution at 100 ° C. for two hours, hydrolysis produces about 8% orthophosphate and 15% diphosphate. In the Production of pentasodium triphosphate, phosphoric acid is reacted with sodium carbonate solution or sodium hydroxide solution in a stoichiometric ratio and the solution is dewatered by spraying. Similar to Graham's salt and sodium diphosphate, pentasodium triphosphate dissolves many insoluble metal compounds (including lime soaps, etc.). Pentapotassium triphosphate, K 5 P 3 O 10 (potassium tripolyphosphate), is commercially available, for example, in the form of a 50% strength by weight solution (> 23% P 2 O 5 , 25% K 2 O). The potassium polyphosphates are widely used in the detergent and cleaning agent industry. There are also sodium potassium tripolyphosphates which can also be used in the context of the present invention. These occur, for example, when hydrolysing sodium trimetaphosphate with KOH:
(NaPO3)3 + 2 KOH -> Na3K2P3O10 + H2O(NaPO 3 ) 3 + 2 KOH -> Na 3 K 2 P 3 O 10 + H 2 O
Diese sind erfindungsgemäß genau wie Natriumtripolyphosphat, Kaliumtripolyphosphat oder Mischungen aus diesen beiden einsetzbar; auch Mischungen aus Natriumtripolyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat oder Mischungen aus Kaliumtripolyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat oder Gemische aus Natriumtripolyphosphat und Kaliumtripolyphosphat und Natriumkaliumtripolyphosphat sind erfindungsgemäß einsetzbar.According to the invention, these can be used just like sodium tripolyphosphate, potassium tripolyphosphate or mixtures of these two; Mixtures of sodium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate or mixtures of potassium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate or mixtures of sodium tripolyphosphate and potassium tripolyphosphate and sodium potassium tripolyphosphate can also be used according to the invention.
Als organische Cobuilder können in den erfindungsgemäßen Wasch- und Reinigungsmitteln insbesondere Polycarboxylate oder Polycarbonsäuren, polymere Polycarboxylate, Polyasparaginsäure, Polyacetale, gegebenenfalls oxidierte Dextrine, weitere organische Cobuilder (siehe unten) sowie Phosphonate eingesetzt werden. Diese Stoffklassen werden nachfolgend beschrieben.Organic cobuilders which can be used in the washing and cleaning agents according to the invention are, in particular, polycarboxylates or polycarboxylic acids, polymeric polycarboxylates, polyaspartic acid, polyacetals, optionally oxidized dextrins, further organic cobuilders (see below) and phosphonates. These classes of substances are described below.
Brauchbare organische Gerüstsubstanzen sind beispielsweise die in Form ihrer Natriumsalze einsetzbaren Polycarbonsäuren, wobei unter Polycarbonsäuren solche Carbonsäuren verstanden werden, die mehr als eine Säurefunktion tragen. Beispielsweise sind dies Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Zuckersäuren, Aminocarbonsäuren, Nitrilotriessigsäure (NTA), sofern ein derartiger Einsatz aus ökologischen Gründen nicht zu vermeiden ist, sowie Mischungen aus diesen. Bevorzugte Salze sind die Salze der Polycarbonsäuren wie Citronensäure, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Weinsäure, Zuckersäuren und Mischungen aus diesen. Auch die Säuren an sich können eingesetzt werden. Sie besitzen neben ihrer Builderwirkung typischerweise auch die Eigenschaft einer Säuerungskomponente und dienen somit auch zur Einstellung eines niedrigeren und milderen pH-Wertes von Wasch- oder Reinigungsmitteln, sofern nicht der sich durch die Mischung der übrigen Komponenten ergebende pH-Wert gewünscht ist. Insbesondere sind hierbei system- unbd umweltverträgliche Säuren wie Citronensäure, Essigsäure, Weinsäure, Äpfelsäure, Milchsäure, Glykolsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Gluconsäure und beliebige Mischungen aus diesen zu nennen. Aber auch Mineralsäuren, insbesondere Schwefelsäure oder Basen, insbesondere Ammonium- oder Alkalihydroxide können als pH-Regulatoren dienen. Derartige Regulatoren sind in den erfindungemäßen Mitteln in Mengen von vorzugsweise nicht über 20 Gew.-%, insbesondere von 1 ,2 Gew.-% bis 17 Gew.-%, enthalten.Usable organic builders are, for example, the polycarboxylic acids which can be used in the form of their sodium salts, polycarboxylic acids being understood to mean those carboxylic acids which carry more than one acid function. For example, these are citric acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, malic acid, tartaric acid, maleic acid, fumaric acid, sugar acids, aminocarboxylic acids, nitrilotriacetic acid (NTA), as long as such use cannot be avoided for ecological reasons, and mixtures of these. Preferred salts are the salts of polycarboxylic acids such as citric acid, adipic acid, succinic acid, glutaric acid, tartaric acid, sugar acids and mixtures of these. The acids themselves can also be used. In addition to their builder effect, they typically also have the property of an acidifying component and thus also serve to set a lower and milder pH of detergents or cleaning agents, unless the pH resulting from the mixture of the other components is desired. In particular, system-friendly and environmentally compatible acids such as citric acid, acetic acid, tartaric acid, malic acid, lactic acid, glycolic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, gluconic acid and any mixtures thereof can be mentioned. Mineral acids, in particular sulfuric acid or bases, in particular ammonium or alkali metal hydroxides, can also serve as pH regulators. Such regulators are contained in the inventive compositions in amounts of preferably not more than 20% by weight, in particular from 1.2% by weight to 17% by weight.
Als Builder sind weiter polymere Polycarboxylate geeignet, dies sind beispielsweise die Alkalimetallsalze der Polyacrylsäure oder der Polymethacrylsäure, beispielsweise solche mit einer relativen Molekülmasse von 500 bis 70 000 g/mol.Polymeric polycarboxylates are also suitable as builders, for example the alkali metal salts of polyacrylic acid or polymethacrylic acid, for example those with a relative molecular weight of 500 to 70,000 g / mol.
Bei den für polymere Polycarboxylate angegebenen Molmassen handelt es sich im Sinne dieser Schrift um gewichtsmittlere Molmassen Mw der jeweiligen Säureform, die grundsätzlich mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt wurden, wobei ein UV-Detektor eingesetzt wurde. Die Messung erfolgte dabei gegen einen externen Polyacrylsäure-Standard, der aufgrund seiner strukturellen Verwandtschaft mit den untersuchten Polymeren realistische Molgewichtswerte liefert. Diese Angaben weichen deutlich von den Molgewichtsangaben ab, bei denen Polystyrolsulfonsäuren als Standard eingesetzt werden. Die gegen Polystyrolsulfonsäuren gemessenen Molmassen sind in der Regel deutlich höher als die in dieser Schrift angegebenen Molmassen.For the purposes of this document, the molecular weights given for polymeric polycarboxylates are weight-average molecular weights M w of the particular acid form, which were determined in principle by means of gel permeation chromatography (GPC), using a UV detector. The measurement was made against an external polyacrylic acid standard, which provides realistic molecular weight values due to its structural relationship to the polymers investigated. This information differs significantly from the molecular weight information for which polystyrene sulfonic acids are used as standard. The molecular weights measured against polystyrene sulfonic acids are generally significantly higher than the molecular weights given in this document.
Geeignete Polymere sind insbesondere Polyacrylate, die bevorzugt eine Molekülmasse von 2 000 bis 20 000 g/mol aufweisen. Aufgrund ihrer überlegenen Löslichkeit können aus dieser Gruppe wiederum die kurzkettigen Polyacrylate, die Molmassen von 2 000 bis 10 000 g/mol, und besonders bevorzugt von 3 000 bis 5 000 g/mol, aufweisen, bevorzugt sein. Geeignet sind weiterhin copolymere Polycarboxylate, insbesondere solche der Acrylsäure mit Methacrylsäure und der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Maleinsäure. Als besonders geeignet haben sich Copolymere der Acrylsäure mit Maleinsäure erwiesen, die 50 bis 90 Gew.-% Acrylsäure und 50 bis 10 Gew.-% Maleinsäure enthalten. Ihre relative Molekülmasse, bezogen auf freie Säuren, beträgt im allgemeinen 2 000 bis 70 000 g/mol, vorzugsweise 20 000 bis 50 000 g/mol und insbesondere 30 000 bis 40 000 g/mol. Die (co-) polymeren Polycarboxylate können entweder als Pulver oder als wässerige Lösung eingesetzt werden. Der Gehalt der Mittel an (co- )polymeren Polycarboxylaten kann von 0,5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 bis 10 Gew.- %, betragen.Suitable polymers are, in particular, polyacrylates, which preferably have a molecular weight of 2,000 to 20,000 g / mol. Because of their superior solubility, the short-chain polyacrylates with molecular weights of 2,000 to 10,000 g / mol, and particularly preferably 3,000 to 5,000 g / mol, can in turn be preferred from this group. Also suitable are copolymeric polycarboxylates, in particular those of acrylic acid with methacrylic acid and of acrylic acid or methacrylic acid with maleic acid. Copolymers of acrylic acid with maleic acid which contain 50 to 90% by weight of acrylic acid and 50 to 10% by weight of maleic acid have proven to be particularly suitable. Their relative molecular weight, based on free acids, is generally 2,000 to 70,000 g / mol, preferably 20,000 to 50,000 g / mol and in particular 30,000 to 40,000 g / mol. The (co) polymeric polycarboxylates can be used either as a powder or as an aqueous solution. The content of (co) polymeric polycarboxylates in the agents can be from 0.5 to 20% by weight, in particular 1 to 10% by weight.
Zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit können die Polymere auch Allylsulfonsäuren, wie beispielsweise Allyloxybenzolsulfonsäure und Methallylsulfonsäure, als Monomer enthalten.To improve water solubility, the polymers can also contain allylsulfonic acids, such as, for example, allyloxybenzenesulfonic acid and methallylsulfonic acid, as monomers.
Insbesondere bevorzugt sind auch biologisch abbaubare Polymere aus mehr als zwei verschiedenen Monomereinheiten, beispielsweise solche, die als Monomere Salze der Acrylsäure und der Maleinsäure sowie Vinylalkohol beziehungsweise Vinylalkohol- Derivate oder die als Monomere Salze der Acrylsäure und der 2-Alkylallylsulfonsäure sowie Zucker-Derivate enthalten.Also particularly preferred are biodegradable polymers composed of more than two different monomer units, for example those which contain salts of acrylic acid and maleic acid as well as vinyl alcohol or vinyl alcohol derivatives as monomers or those which contain salts of acrylic acid and 2-alkylallylsulfonic acid and sugar derivatives as monomers.
Weitere bevorzugte Copolymere sind solche, die als Monomere vorzugsweise Acrolein und Acrylsäure/Acrylsäuresalze beziehungsweise Acrolein und Vinylacetat aufweisen.Further preferred copolymers are those which preferably have acrolein and acrylic acid / acrylic acid salts or acrolein and vinyl acetate as monomers.
Ebenso sind als weitere bevorzugte Buildersubstanzen polymere Aminodicarbonsäuren, deren Salze oder deren Vorläufersubstanzen zu nennen. Besonders bevorzugt sind Polyasparaginsäuren beziehungsweise deren Salze und Derivate.Also to be mentioned as further preferred builder substances are polymeric aminodicarboxylic acids, their salts or their precursor substances. Polyaspartic acids or their salts and derivatives are particularly preferred.
Weitere geeignete Buildersubstanzen sind Polyacetale, welche durch Umsetzung von Dialdehyden mit Polyolcarbonsäuren, welche 5 bis 7 C-Atome und mindestens 3 Hydroxylgruppen aufweisen, erhalten werden können. Bevorzugte Polyacetale werden aus Dialdehyden wie Glyoxal, Glutaraldehyd, Terephthalaldehyd sowie deren Gemischen und aus Polyolcarbonsäuren wie Gluconsäure und/oder Glucoheptonsäure erhalten. Weitere geeignete organische Buildersubstanzen sind Dextrine, beispielsweise Oligomere beziehungsweise Polymere von Kohlenhydraten, die durch partielle Hydrolyse von Stärken erhalten werden können. Die Hydrolyse kann nach üblichen, beispielsweise säure- oder enzym katalysierten Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise handelt es sich um Hydrolyseprodukte mit mittleren Molmassen im Bereich von 400 bis 500 000 g/mol. Dabei ist ein Polysaccharid mit einem Dextrose-Äquivalent (DE) im Bereich von 0,5 bis 40, insbesondere von 2 bis 30 bevorzugt, wobei DE ein gebräuchliches Maß für die reduzierende Wirkung eines Polysaccharids im Vergleich zu Dextrose ist, welche ein DE von 100 besitzt. Brauchbar sind sowohl Maltodextrine mit einem DE zwischen 3 und 20 und Trockenglucosesirupe mit einem DE zwischen 20 und 37 als auch sogenannte Gelbdextrine und Weißdextrine mit höheren Molmassen im Bereich von 2 000 bis 30 000 g/mol.Other suitable builder substances are polyacetals, which can be obtained by reacting dialdehydes with polyolcarboxylic acids which have 5 to 7 carbon atoms and at least 3 hydroxyl groups. Preferred polyacetals are obtained from dialdehydes such as glyoxal, glutaraldehyde, terephthalaldehyde and their mixtures and from polyol carboxylic acids such as gluconic acid and / or glucoheptonic acid. Other suitable organic builder substances are dextrins, for example oligomers or polymers of carbohydrates, which can be obtained by partial hydrolysis of starches. The hydrolysis can be carried out by customary, for example acid or enzyme-catalyzed, processes. They are preferably hydrolysis products with average molar masses in the range from 400 to 500,000 g / mol. A polysaccharide with a dextrose equivalent (DE) in the range from 0.5 to 40, in particular from 2 to 30, is preferred, DE being a customary measure of the reducing effect of a polysaccharide compared to dextrose, which has a DE of 100 has. Both maltodextrins with a DE between 3 and 20 and dry glucose syrups with a DE between 20 and 37 as well as so-called yellow dextrins and white dextrins with higher molar masses in the range from 2,000 to 30,000 g / mol can be used.
Bei den oxidierten Derivaten derartiger Dextrine handelt es sich um deren Umsetzungsprodukte mit Oxidationsmitteln, welche in der Lage sind, mindestens eine Alkoholfunktion des Saccharidrings zur Carbonsäurefunktion zu oxidieren. Besonders bevorzugte organische Builder für erfindungsgemäße Mittel sind oxidierte Stärken, beziehungsweise deren Derivate aus den Anmeldungen EP 472 042, WO 97/25399, und EP 755 944.The oxidized derivatives of such dextrins are their reaction products with oxidizing agents which are capable of oxidizing at least one alcohol function of the saccharide ring to the carboxylic acid function. Particularly preferred organic builders for agents according to the invention are oxidized starches, or their derivatives from the applications EP 472 042, WO 97/25399, and EP 755 944.
Auch Oxydisuccinate und andere Derivate von Disuccinaten, vorzugsweise Ethylendiamindisuccinat, sind weitere geeignete Cobuilder. Dabei wird Ethylendiamin- N,N'-disuccinat (EDDS) bevorzugt in Form seiner Natrium- oder Magnesiumsalze verwendet. Weiterhin bevorzugt sind in diesem Zusammenhang auch Glycerindisuccinate und Glycerintrisuccinate. Geeignete Einsatzmengen liegen in zeolith-, carbonat- und/oder silicathaltigen Formulierungen zwischen 3 und 15 Gew.-%.Oxydisuccinates and other derivatives of disuccinates, preferably ethylenediamine disuccinate, are further suitable cobuilders. Ethylene diamine N, N'-disuccinate (EDDS) is preferably used in the form of its sodium or magnesium salts. Glycerol disuccinates and glycerol trisuccinates are also preferred in this connection. Suitable amounts used in formulations containing zeolite, carbonate and / or silicate are between 3 and 15% by weight.
Weitere brauchbare organische Cobuilder sind beispielsweise acetylierte Hydroxycarbonsäuren beziehungsweise deren Salze, welche gegebenenfalls auch in Lactonform vorliegen können und welche mindestens 4 Kohlenstoffatome und mindestens eine Hydroxygruppe sowie maximal zwei Säuregruppen enthalten.Other useful organic cobuilders are, for example, acetylated hydroxycarboxylic acids or their salts, which may also be in lactone form and which contain at least 4 carbon atoms and at least one hydroxyl group and a maximum of two acid groups.
Eine weitere Substanzklasse mit Cobuildereigenschaften stellen die Phosphonate dar. Dabei handelt es sich insbesondere um Hydroxyalkan- beziehungsweise Aminoalkanphosphonate. Unter den Hydroxyalkanphosphonaten ist das 1- Hydroxyethan-1 ,1-diphosphonat (HEDP) von besonderer Bedeutung als Cobuilder. Es wird vorzugsweise als Natriumsalz eingesetzt, wobei das Dinatriumsalz neutral und das Tetranatriumsalz alkalisch (pH 9) reagiert. Als Aminoalkanphosphonate kommen vorzugsweise Ethylendiamintetramethylenphosphonat (EDTMP), Diethylentriamin- pentamethylenphosphonat (DTPMP) sowie deren höhere Homologe in Frage. Sie werden vorzugsweise in Form der neutral reagierenden Natriumsalze, z. B. als Hexanatriumsalz der EDTMP beziehungsweise als Hepta- und Octa-Natriumsalz der DTPMP, eingesetzt. Als Builder wird dabei aus der Klasse der Phosphonate bevorzugt HEDP verwendet. Die Aminoalkanphosphonate besitzen zudem ein ausgeprägtes Schwermetallbindevermögen. Dementsprechend kann es, insbesondere wenn die Mittel auch Bleiche enthalten, bevorzugt sein, Aminoalkanphosphonate, insbesondere DTPMP, einzusetzen, oder Mischungen aus den genannten Phosphonaten zu verwenden.Another class of substances with cobuilder properties are the phosphonates. These are, in particular, hydroxyalkane or aminoalkane phosphonates. Among the hydroxyalkane phosphonates, the 1- Hydroxyethane-1, 1-diphosphonate (HEDP) of particular importance as a cobuilder. It is preferably used as the sodium salt, the disodium salt reacting neutrally and the tetrasodium salt in an alkaline manner (pH 9). Preferred aminoalkane phosphonates are ethylenediaminetetramethylenephosphonate (EDTMP), diethylenetriaminepentamethylenephosphonate (DTPMP) and their higher homologs. They are preferably in the form of the neutral sodium salts, e.g. B. as the hexasodium salt of EDTMP or as the hepta and octa sodium salt of DTPMP. HEDP is preferably used as the builder from the class of the phosphonates. The aminoalkanephosphonates also have a pronounced ability to bind heavy metals. Accordingly, it may be preferred, particularly if the agents also contain bleach, to use aminoalkanephosphonates, in particular DTPMP, or to use mixtures of the phosphonates mentioned.
Darüberhinaus können alle Verbindungen, die in der Lage sind, Komplexe mit Erdalkaliionen auszubilden, als Cobuilder eingesetzt werden.In addition, all compounds which are able to form complexes with alkaline earth metal ions can be used as cobuilders.
Buildersubstanzen können in den erfindungsgemäßen Mitteln gegebenenfalls in Mengen bis zu 90 Gew.-% enthalten sein. Sie sind vorzugsweise in Mengen bis zu 75 Gew.-% enthalten. Erfindungsgemäße Waschmittel weisen Buildergehalte von insbesondere 5 Gew.-% bis 50 Gew.-% auf. In erfindungsgemäßen Mitteln für die Reinigung harter Oberflächen, insbesondere zur maschinellen Reinigung von Geschirr, beträgt der Gehalt an Buildersubstanzen insbesondere 5 Gew.-% bis 88 Gew.-%, wobei in derartigen Mitteln vorzugsweise keine wasserunlöslichen Buildermaterialien eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform erfindungsgemäßer Mittel zur insbesondere maschinellen Reinigung von Geschirr sind 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% wasserlöslicher organischer Builder, insbesondere Alkalicitrat, 5 Gew.-% bis 15 Gew.-% Alkalicarbonat und 20 Gew.-% bis 40 Gew.-% Alkalidisilikat enthalten.Builder substances can optionally be present in the agents according to the invention in amounts of up to 90% by weight. They are preferably contained in amounts of up to 75% by weight. Detergents according to the invention have builder contents of in particular 5% by weight to 50% by weight. In agents according to the invention for cleaning hard surfaces, in particular for machine cleaning of dishes, the builder substance content is in particular 5% by weight to 88% by weight, with such agents preferably not using any water-insoluble builder materials. In a preferred embodiment of agents according to the invention for in particular machine cleaning of dishes, 20% by weight to 40% by weight of water-soluble organic builders, in particular alkali citrate, 5% by weight to 15% by weight of alkali carbonate and 20% by weight to Contain 40 wt .-% alkali disilicate.
Lösungsmittel, die in den flüssigen bis gelförmigen Zusammensetzungen von Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzt werden können, stammen beispielsweise aus der Gruppe ein- oder mehrwertigen Alkohole, Alkanolamine oder Glycolether, sofern sie im angegebenen Konzentrationsbereich mit Wasser mischbar sind. Vorzugsweise werden die Lösungsmittel ausgewählt aus Ethanol, n- oder i-Propanol, Butanolen, Ethylenglykolmethylether, Ethylenglykolethylether, Ethylenglykolpropylether,Solvents that can be used in the liquid to gel compositions of detergents and cleaning agents come, for example, from the group of mono- or polyhydric alcohols, alkanolamines or glycol ethers, provided that they are miscible with water in the concentration range indicated. The solvents are preferably selected from ethanol, n- or i-propanol, butanols, ethylene glycol methyl ether, ethylene glycol ethyl ether, ethylene glycol propyl ether,
Ethylenglykolmono-n-butylether, Diethylenglykol-methylether, Diethylenglykolethylether, Propylenglykolmethyl-, -ethyl- oder -propyl-ether, Dipropylenglykolmonomethyl-, oder -ethylether, Di-isopropylenglykolmonomethyl-, oder -ethylether, Methoxy-, Ethoxy- oder Butoxytriglykol, 1-Butoxyethoxy-2-propanol, 3-Methyl-3-methoxybutanol, Propylen-glykol- t-butylether sowie Mischungen dieser Lösungsmittel.Ethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, Propylene glycol methyl, ethyl or propyl ether, dipropylene glycol monomethyl or ethyl ether, diisopropylene glycol monomethyl or ethyl ether, methoxy, ethoxy or butoxytriglycol, 1-butoxyethoxy-2-propanol, 3-methyl-3- methoxybutanol, propylene glycol t-butyl ether and mixtures of these solvents.
Lösungsmittel können in den erfindungsgemäßen flüssigen bis gelförmigen Wasch- und Reinigungsmitteln in Mengen zwischen 0,1 und 20 Gew.-%, bevorzugt aber unter 15 Gew.-% und insbesondere unterhalb von 10 Gew.-% eingesetzt werden.Solvents can be used in the liquid to gel detergents and cleaning agents according to the invention in amounts between 0.1 and 20% by weight, but preferably below 15% by weight and in particular below 10% by weight.
Zur Einstellung der Viskosität können der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ein oder mehrere Verdicker, beziehungsweise Verdickungssysteme zugesetzt werden. Diese hochmolekularen Stoffe, die auch Quell(ungs)mittel genannt werden, saugen meist die Flüssigkeiten auf und quellen dabei auf, um schließlich in zähflüssige echte oder kolloide Lösungen überzugehen.To adjust the viscosity, one or more thickeners or thickening systems can be added to the composition according to the invention. These high-molecular substances, which are also called swelling agents, usually absorb the liquids and swell in the process, in order to finally change into viscous real or colloidal solutions.
Geeignete Verdicker sind anorganische oder polymere organische Verbindungen. Zu den anorganischen Verdickern zählen beispielsweise Polykieselsäuren, Tonmineralien wie Montmorillonite, Zeolithe, Kieselsäuern und Bentonite. Die organischen Verdicker stammen aus den Gruppen der natürlichen Polymere, der abgewandelten natürlichen Polymere und der vollsynthetischen Polymere. Solche aus der Natur stammenden Polymere sind beispielsweise Agar-Agar, Carrageen, Tragant, Gummi arabicum, Alginate, Pektine, Polyosen, Guar-Mehl, Johannisbrotbaumkernmehl, Stärke, Dextrine, Gelatine und Casein. Abgewandelte Naturstoffe, die als Verdicker verwendet werden, stammen vor allem aus der Gruppe der modifizierten Stärken und Cellulosen. Beispielhaft seien hier Carboxymethylcellulose und andere Celluloseether, Hydroxyethyl- und -propylcellulose sowie Kernmehlether genannt. Vollsynthetische Verdicker sind Polymere wie Polyacryl- und Polymethacryl-Verbindungen, Vinylpolymere, Polycarbonsäuren, Polyether, Polyimine, Polyamide und Polyurethane.Suitable thickeners are inorganic or polymeric organic compounds. The inorganic thickeners include, for example, polysilicic acids, clay minerals such as montmorillonites, zeolites, silicas and bentonites. The organic thickeners come from the groups of natural polymers, modified natural polymers and fully synthetic polymers. Such polymers originating from nature are, for example, agar agar, carrageenan, tragacanth, acacia, alginates, pectins, polyoses, guar flour, locust bean gum, starch, dextrins, gelatin and casein. Modified natural substances that are used as thickeners mainly come from the group of modified starches and celluloses. Examples include carboxymethyl cellulose and other cellulose ethers, hydroxyethyl and propyl cellulose, and core meal ether. Fully synthetic thickeners are polymers such as polyacrylic and polymethacrylic compounds, vinyl polymers, polycarboxylic acids, polyethers, polyimines, polyamides and polyurethanes.
Die Verdicker können in einer Menge bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 2 Gew.-%, und besonders bevorzugt von 0,1 bis 1 ,5 Gew.-%, bezogen auf die fertige Zusammensetzung, enthalten sein.The thickeners can be present in an amount of up to 5% by weight, preferably from 0.05 to 2% by weight, and particularly preferably from 0.1 to 1.5% by weight, based on the finished composition ,
Das erfindungsgemäße Wasch- und Reinigungsmittel kann gegebenenfalls als weitere übliche Inhaltsstoffe Sequestrierungsmittel, Elektrolyte und weitere Hilfsstoffe, wie optische Aufheller, Vergrauungsinhibitoren, Silberkorrosionsinhibitoren, Farbüber- tragungsinhibitoren, Schauminhibitoren, Abrasivstoffe, Färb- und/oder Duftstoffe, sowie mikrobielle Wirkstoffe und/oder UV-Absorbenzien enthalten.The washing and cleaning agent according to the invention can optionally be further conventional ingredients such as sequestering agents, electrolytes and other auxiliaries, such as optical brighteners, graying inhibitors, silver corrosion inhibitors, color transfer inhibitors, foam inhibitors, abrasives, dyes and / or fragrances, and also contain microbial active ingredients and / or UV absorbers.
Erfindungsgemäße Textilwaschmittel können als optische Aufheller Derivate der Diaminostilbendisulfonsäure beziehungsweise deren Alkalimetallsalze enthalten. Geeignet sind zum Beispiel Salze der 4,4'-Bis(2-anilino-4-morpholino-1 ,3,5-triazinyl-6- amino)stilben-2,2'-disulfonsäure oder gleichartig aufgebaute Verbindungen, die anstelle der Morpholino-Gruppe eine Diethanolaminogruppe, eine Methylaminogruppe, eine Anilinogruppe oder eine 2-Methoxyethylaminogruppe tragen. Weiterhin können Aufheller vom Typ der substituierten Diphenylstyryle anwesend sein, zum Beispiel die Alkalisalze des 4,4'-Bis(2-sulfostyryl)-diphenyls, 4,4'-Bis(4-chlor-3-sulfostyryl)-diphenyls, oder 4-(4- Chlorstyryl)-4'-(2-sulfostyryl)-diphenyls. Auch Gemische der vorgenannten optischen Aufheller können verwendet werden.Textile detergents according to the invention can contain, as optical brighteners, derivatives of diaminostilbenedisulfonic acid or its alkali metal salts. Suitable are, for example, salts of 4,4'-bis (2-anilino-4-morpholino-1, 3,5-triazinyl-6-amino) stilbene-2,2'-disulfonic acid or compounds of similar structure which are used instead of morpholino Group carry a diethanolamino group, a methylamino group, an anilino group or a 2-methoxyethylamino group. Brighteners of the substituted diphenylstyryl type can also be present, for example the alkali salts of 4,4'-bis (2-sulfostyryl) diphenyl, 4,4'-bis (4-chloro-3-sulfostyryl) diphenyl, or 4 - (4-chlorostyryl) -4 '- (2-sulfostyryl) diphenyl. Mixtures of the aforementioned optical brighteners can also be used.
Vergrauungsinhibitoren haben die Aufgabe, den von der Textilfaser abgelösten Schmutz in der Flotte suspendiert zu halten. Hierzu sind wasserlösliche Kolloide meist organischer Natur geeignet, beispielsweise Stärke, Leim, Gelatine, Salze von Ethercarbonsäuren oder Ethersulfonsäuren der Stärke oder der Cellulose oder Salze von sauren Schwefelsäureestern der Cellulose oder der Stärke. Auch wasserlösliche, saure Gruppen enthaltende Polyamide sind für diesen Zweck geeignet. Weiterhin lassen sich andere als die obengenannten Stärkederivate verwenden, zum Beispiel Aldehydstärken. Bevorzugt werden Celluloseether, wie Carboxymethylcellulose (Na-Salz), Methylcellulose, Hydroxyalkylcellulose und Mischether, wie Methylhydroxyethylcellulose, Methylhydroxypropylcellulose, Methylcarboxymethylcellulose und deren Gemische, beispielsweise in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Mittel, eingesetzt.Graying inhibitors have the task of keeping the dirt detached from the textile fibers suspended in the liquor. Water-soluble colloids of mostly organic nature are suitable for this, for example starch, glue, gelatin, salts of ether carboxylic acids or ether sulfonic acids of starch or cellulose or salts of acidic sulfuric acid esters of cellulose or starch. Water-soluble polyamides containing acidic groups are also suitable for this purpose. Starch derivatives other than those mentioned above can also be used, for example aldehyde starches. Cellulose ethers such as carboxymethyl cellulose (sodium salt), methyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose and mixed ethers such as methyl hydroxyethyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose, methyl carboxymethyl cellulose and mixtures thereof, for example in amounts of 0.1 to 5% by weight, based on the agent, are preferably used.
Um einen Silberkorrosionsschutz zu bewirken, können in erfindungsgemäßen Reinigungsmitteln für Geschirr Silberkorrosionsinhibitoren eingesetzt werden. Solche sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise Benzotriazole, Eisen(lll)-chlorid oder CoSO4. Wie beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 0 736084 B1 bekannt ist, sind für die gemeinsame Verwendung mit Enzymen besonders geeignete Silberkorrosionsinhibitoren Mangan-, Titan-, Zirkonium-, Hafnium-, Vanadium-, Cobalt- oder Cersalze und/oder -komplexe, in denen die genannten Metalle in einer der Oxidationsstufen II, IM, IV, V oder VI vorliegen. Beispiele für derartige Verbindungen sind MnSO4, V2O5, V2O4, VO2, TiOSO4, K2TiF6, K2ZrF6, Co(NO3)2, Co(NO3)3, sowie deren Gemische.In order to provide silver corrosion protection, silver corrosion inhibitors can be used in dishwashing detergents according to the invention. Such are known from the prior art, for example benzotriazoles, iron (III) chloride or CoSO 4 . As is known, for example, from European patent EP 0 736084 B1, silver corrosion inhibitors which are particularly suitable for use together with enzymes are manganese, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, cobalt or cerium salts and / or complexes in which the metals mentioned are in one of the oxidation states II, IM, IV, V or VI. Examples of such compounds are MnSO 4 , V 2 O 5 , V 2 O 4 , VO 2 , TiOSO 4 , K 2 TiF 6 , K 2 ZrF 6 , Co (NO 3 ) 2 , Co (NO 3 ) 3 , and mixtures thereof.
"Soil-Release"-Wirkstoffe oder "Soil-Repellents" sind zumeist Polymere, die bei der Verwendung in einem Waschmittel der Wäschefaser schmutzabstoßende Eigenschaften verleihen und/oder das Schmutzablösevermögen der übrigen Waschmittelbestandteile unterstützen. Ein vergleichbarer Effekt kann auch bei deren Einsatz in Reinigungsmitteln für harte Oberflächen beobachtet werden.Soil release agents or soil repellents are mostly polymers which, when used in a detergent, impart dirt-repellent properties to the laundry fiber and / or support the dirt-removing ability of the other detergent components. A comparable effect can also be observed when used in cleaning agents for hard surfaces.
Besonders wirksame und seit langer Zeit bekannte Soil-Release-Wirkstoffe sind Copolyester mit Dicarbonsäure-, Alkylenglykol- und Polyalkylenglykoleinheiten. Beispiele dafür sind Copolymere oder Mischpolymere aus Polyethylenterephthalat und Polyoxyethylenglykol (DT 16 17 141 , beziehungsweise DT 22 00911). In der deutschen Offenlegungsschrift DT 22 53 063 sind saure Mittel genannt, die unter anderem ein Copolymer aus einer dibasigen Carbonsäure und einem Alkylen- oder Cycloalkylenpolyglykol enthalten. Polymere aus Ethylenterephthalat und Polyethylenoxid-terephthalat und deren Einsatz in Waschmitteln sind in den deutschen Schriften DE 28 57 292 und DE 33 24 258 und der Europäischen Patentschrift EP 0 253 567 beschrieben. Das europäische Patent EP 066944 betrifft Mittel, die einen Copolyester aus Ethylenglykol, Polyethylenglykol, aromatischer Dicarbonsäure und sulfonierter aromatischer Dicarbonsäure in bestimmten Molverhältnissen enthalten. Aus dem europäischen Patent EP 0 185 427 sind Methyl- oder Ethylgruppen- endverschlossene Polyester mit Ethylen- und/oder Propylen-terephthalat- und Polyethylenoxid-terephthalat-Einheiten und Waschmitel, die derartiges Soil-release- Polymer enthalten, bekannt. Das europäische Patent EP 0 241 984 betrifft einen Polyester, der neben Oxyethylen-Gruppen und Terephthalsäureeinheiten auch substituierte Ethyleneinheiten sowie Glycerineinheiten enthält. Aus dem europäischen Patent EP 0 241 985 sind Polyester bekannt, die neben Oxyethylen-Gruppen und Terephthalsäureeinheiten 1 ,2-Propylen-, 1 ,2-Butylen- und/oder 3-Methoxy-1 ,2- propylengruppen sowie Glycerineinheiten enthalten und mit C bis C4-Alkylgruppen endgruppenverschlossen sind. Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 272033 sind zumindest anteilig durch C1-4-Alkyl- oder Acylreste endgruppenverschlossene Polyester mit Poly-propylenterephthalat- und Polyoxyethylenterephthalat-Einheiten bekannt. Das europäische Patent EP 0274 907 beschreibt sulfoethyl- endgruppenverschlossene terephthalathaltige Soil-release-Polyester. Gemäß der europäischen Patentanmeldung EP 0357 280 werden durch Sulfonierung ungesättigter Endgruppen Soil-Release-Polyester mit Terephthalat-, Alkylenglykol- und Poly-C2.4- Glykol-Einheiten hergestellt. Die internationale Patentanmeldung WO 95/32232 betrifft saure, aromatische schmutzablösevermögende Polyester. Aus der internationalen Patentanmeldung WO 97/31085 sind nicht polymere soil-repellent-Wirkstoffe für Materialien aus Baumwolle mit mehreren funktionellen Einheiten bekannt: Eine erste Einheit, die beispielsweise kationisch sein kann, ist zur Adsorption auf die Baumwolloberfläche durch elektrostatische Wechselwirkung befähigt, und eine zweite Einheit, die hydrophob ausgebildet ist, ist verantwortlich für das Verbleiben des Wirkstoffs an der Wasser/ Baumwolle-Grenzfläche.Particularly effective and long-known soil release agents are copolyesters with dicarboxylic acid, alkylene glycol and polyalkylene glycol units. Examples of these are copolymers or mixed polymers of polyethylene terephthalate and polyoxyethylene glycol (DT 16 17 141, or DT 22 00911). The German patent application DT 22 53 063 mentions acidic agents which contain, inter alia, a copolymer of a dibasic carboxylic acid and an alkylene or cycloalkylene polyglycol. Polymers made from ethylene terephthalate and polyethylene oxide terephthalate and their use in detergents are described in German documents DE 28 57 292 and DE 33 24 258 and European patent EP 0 253 567. European patent EP 066944 relates to agents which contain a copolyester of ethylene glycol, polyethylene glycol, aromatic dicarboxylic acid and sulfonated aromatic dicarboxylic acid in certain molar ratios. European or European patent EP 0 185 427 discloses methyl or ethyl end-capped polyesters with ethylene and / or propylene terephthalate and polyethylene oxide terephthalate units and detergents which contain such a soil release polymer. European patent EP 0 241 984 relates to a polyester which, in addition to oxyethylene groups and terephthalic acid units, also contains substituted ethylene units and glycerol units. Polyesters are known from European patent EP 0 241 985 which, in addition to oxyethylene groups and terephthalic acid units, contain 1, 2-propylene, 1, 2-butylene and / or 3-methoxy-1, 2-propylene groups and glycerol units and are combined with C until C 4 alkyl groups are end group-capped. European patent application EP 0 272033 discloses polyesters with poly-propylene terephthalate and polyoxyethylene terephthalate units which are end-capped by C 1-4 -alkyl or acyl radicals. European patent EP 0274 907 describes sulfoethyl end-capped terephthalate-containing soil-release polyesters. According to the European patent application EP 0357 280 discloses sulfonation of unsaturated end groups in soil-release polyesters with terephthalate, alkylene glycol and poly-C 2 . 4 - Glycol units manufactured. International patent application WO 95/32232 relates to acidic, aromatic dirt-releasing polyesters. International polymer application WO 97/31085 discloses non-polymeric soil repellent active ingredients for materials made of cotton with several functional units: a first unit, which can be cationic, for example, is capable of adsorption onto the cotton surface by electrostatic interaction, and a second The unit, which is hydrophobic, is responsible for the active substance remaining at the water / cotton interface.
Zu den für den Einsatz in erfindungsgemäßen Textilwaschmitteln in Frage kommenden Farbübertragungsinhibitoren gehören insbesondere Polyvinylpyrrolidone, Polyvinyl- imidazole, polymere N-Oxide wie Poly-(vinylpyridin-N-oxid) und Copolymere von Vinyl- pyrrolidon mit Vinylimidazol.The dye transfer inhibitors that are suitable for use in textile detergents according to the invention include, in particular, polyvinylpyrrolidones, polyvinylimidazoles, polymeric N-oxides such as poly (vinylpyridine-N-oxide) and copolymers of vinylpyrrolidone with vinylimidazole.
Beim Einsatz in maschinellen Reinigungsverfahren kann es von Vorteil sein, den Mitteln Schauminhibitoren zuzusetzen. Als Schauminhibitoren eignen sich beispielsweise Seifen natürlicher oder synthetischer Herkunft, die einen hohen Anteil an C18-C2 -Fettsäuren aufweisen. Geeignete nichttensidartige Schauminhibitoren sind beispielsweise Organopolysiloxane und deren Gemische mit mikrofeiner, gegebenenfalls signierter Kieselsäure sowie Paraffine, Wachse, Mikrokristallinwachse und deren Gemische mit signierter Kieselsäure oder Bistearylethylendiamid. Mit Vorteilen werden auch Gemische aus verschiedenen Schauminhibitoren verwendet, zum Beispiel solche aus Silikonen, Paraffinen oder Wachsen. Vorzugsweise sind die Schauminhibitoren, insbesondere Silikon- und/oder Paraffin-haltige Schauminhibitoren, an eine granuläre, in Wasser lösliche, beziehungsweise dispergierbare Trägersubstanz gebunden. Insbesondere sind dabei Mischungen aus Paraffinen und Bistearylethylendiamiden bevorzugt.When used in machine cleaning processes, it may be advantageous to add foam inhibitors to the agents. Suitable foam inhibitors are, for example, soaps of natural or synthetic origin, which have a high proportion of C 18 -C 2 fatty acids. Suitable non-surfactant-like foam inhibitors are, for example, organopolysiloxanes and their mixtures with microfine, optionally signed silica, and paraffins, waxes, microcrystalline waxes and their mixtures with signed silica or bistearylethylenediamide. Mixtures of different foam inhibitors are also used with advantages, for example those made of silicone, paraffins or waxes. The foam inhibitors, in particular silicone and / or paraffin-containing foam inhibitors, are preferably bound to a granular, water-soluble or dispersible carrier substance. Mixtures of paraffins and bistearylethylenediamides are particularly preferred.
Ein erfindungsgemäßes Reinigungsmittel für harte Oberflächen kann darüber hinaus abrasiv wirkende Bestandteile, insbesondere aus der Gruppe umfassend Quarzmehle, Holzmehle, Kunststoffmehle, Kreiden und Mikroglaskugeln sowie deren Gemische, enthalten. Abrasivstoffe sind in den erfindungsgemäßen Reinigungsmitteln vorzugsweise nicht über 20 Gew.-%, insbesondere von 5 Gew.-% bis 15 Gew.-%, enthalten. Färb- und Duftstoffe werden Wasch- und Reinigungsmitteln zugesetzt, um den ästhetischen Eindruck der Produkte zu verbessern und dem Verbraucher neben der Wasch- und Reinigungsleistung ein visuell und sensorisch "typisches und unverwechselbares" Produkt zur Verfügung zu stellen. Als Parfümöle beziehungsweise Duftstoffe können einzelne Riechstoffverbindungen, zum Beispiel die synthetischen Produkte vom Typ der Ester, Ether, Aldehyde, Ketone, Alkohole und Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Riechstoffverbindungen vom Typ der Ester sind zum Beispiel Benzylacetat, Phenoxyethylisobutyrat, p-tert.-Butylcyclohexylacetat, Linalylacetat, Dimethylbenzyl-carbinylacetat, Phenylethylacetat, Linalylbenzoat, Benzylformiat, Ethylmethylphenyl-glycinat, Allylcyclohexylpropionat, Styrallylpropionat und Benzylsalicylat. Zu den Ethern zählen beispielsweise Benzylethylether, zu den Aldehyden zum Beispiel die linearen Alkanale mit 8-18 C-Atomen, Citral, Citronellal, Citronellyloxyacetaldehyd, Cyclamenaldehyd, Hydroxycitronellal, Lilial und Bourgeonal, zu den Ketonen zum Beispiel die Jonone, α-lsomethylionon und Methyl-cedrylketon, zu den Alkoholen Anethol, Citronellol, Eugenol, Geraniol, Linalool, Phenylethylalkohol und Terpineol, zu den Kohlenwasserstoffen gehören hauptsächlich die Terpene wie Limonen und Pinen. Bevorzugt werden jedoch Mischungen verschiedener Riechstoffe verwendet, die gemeinsam eine ansprechende Duftnote erzeugen. Solche Parfümöle können auch natürliche Riechstoffgemische enthalten, wie sie aus pflanzlichen Quellen zugänglich sind, zum Beispiel Pine-, Citrus-, Jasmin-, Patchouly-, Rosen- oder Ylang-Ylang-Öl. Ebenfalls geeignet sind Muskateller, Salbeiöl, Kamillenöl, Nelkenöl, Melissenöl, Minzöl, Zimtblätteröl, Lindenblütenöl, Wacholderbeeröl, Vetiveröl, Olibanumöl, Galbanumöl und Labdanumöl sowie Orangenblütenöl, Neroliol, Orangenschalenöl und Sandelholzöl. Üblicherweise liegt der Gehalt von Wasch- und Reinigungsmitteln an Farbstoffen unter 0,01 Gew.-%, während Duftstoffe bis zu 2 Gew.-% der gesamten Formulierung ausmachen können.A cleaning agent according to the invention for hard surfaces can also contain abrasive components, in particular from the group comprising quartz flours, wood flours, plastic flours, chalks and micro-glass balls and mixtures thereof. Abrasives are preferably not contained in the cleaning agents according to the invention in excess of 20% by weight, in particular from 5% by weight to 15% by weight. Dyes and fragrances are added to detergents and cleaning agents in order to improve the aesthetic impression of the products and, in addition to the washing and cleaning performance, to provide the consumer with a visually and sensorially "typical and distinctive" product. Individual fragrance compounds, for example the synthetic products of the ester, ether, aldehyde, ketone, alcohol and hydrocarbon type, can be used as perfume oils or fragrances. Fragrance compounds of the ester type are, for example, benzyl acetate, phenoxyethyl isobutyrate, p-tert.-butylcyclohexyl acetate, linalyl acetate, dimethylbenzylcarbyl acetate, phenylethyl acetate, linalyl benzoate, benzyl formate, ethyl methylphenyl glycinate, allylcyclohexylpropylate propylate propionate. The ethers include, for example, benzyl ethyl ether, the aldehydes, for example, the linear alkanals with 8-18 C atoms, citral, citronellal, citronellyloxyacetaldehyde, cyclamenaldehyde, hydroxycitronellal, lilial and bourgeonal, and the ketones, for example, the ionones, α-isomethylionone and methyl -cedryl ketone, the alcohols anethole, citronellol, eugenol, geraniol, linalool, phenylethyl alcohol and terpineol, the hydrocarbons mainly include the terpenes such as limonene and pinene. However, preference is given to using mixtures of different fragrances which together produce an appealing fragrance. Such perfume oils can also contain natural fragrance mixtures, such as are obtainable from plant sources, for example pine, citrus, jasmine, patchouly, rose or ylang-ylang oil. Also suitable are muscatel, sage oil, chamomile oil, clove oil, lemon balm oil, mint oil, cinnamon leaf oil, linden blossom oil, juniper berry oil, vetiver oil, olibanum oil, galbanum oil and labdanum oil as well as orange blossom oil, neroliol, orange peel oil and sandalwood oil. The colorant content of detergents and cleaning agents is usually less than 0.01% by weight, while fragrances can make up up to 2% by weight of the entire formulation.
Die Duftstoffe können direkt in die Wasch- und Reinigungsmittel eingearbeitet werden, es kann aber auch vorteilhaft sein, die Duftstoffe auf Träger aufzubringen, die die Haftung des Parfüms auf dem Reinigungsgut verstärken und durch eine langsamere Duftfreisetzung für langanhaltenden Duft, insbesondere von behandelten Textilien sorgen. Als solche Trägermaterialien haben sich beispielsweise Cyclodextrine bewährt, wobei die Cyclodextrin-Parfüm-Komplexe zusätzlich noch mit weiteren Hilfsstoffen beschichtet werden können. Ein weiter bevorzugter Träger für Duftstoffe ist der beschriebene Zeolith X, der anstelle von oder in Mischung mit Tensiden auch Duftstoffe aufnehmen kann. Bevorzugt sind daher Wasch- und Reinigungsmittel, die den beschriebenen Zeolith X und Duftstoffe, die vorzugsweise zumindest teilweise an dem Zeolithen absorbiert sind, enthalten.The fragrances can be incorporated directly into the detergents and cleaning agents, but it can also be advantageous to apply the fragrances to carriers, which increase the adhesion of the perfume to the items to be cleaned and ensure a long-lasting fragrance, especially of treated textiles, due to the slower release of the fragrance. Cyclodextrins, for example, have proven useful as such carrier materials, and the cyclodextrin-perfume complexes can additionally be coated with further auxiliaries. A further preferred carrier for fragrances is the zeolite X described, which also contains fragrances instead of or in a mixture with surfactants can record. Preference is therefore given to detergents and cleaning agents which contain the zeolite X described and fragrances which are preferably at least partially absorbed on the zeolite.
Bevorzugte Farbstoffe, deren Auswahl dem Fachmann keinerlei Schwierigkeit bereitet, besitzen eine hohe Lagerstabilität und Unempfindlichkeit gegenüber den übrigen Inhaltsstoffen der Mittel und gegen Licht sowie keine ausgeprägte Substantivität gegenüber Textilfasem, um diese nicht anzufärben.Preferred dyes, the selection of which is not difficult for the person skilled in the art, have a high storage stability and insensitivity to the other ingredients of the compositions and to light, and no pronounced substantivity towards textile fibers in order not to dye them.
Zur Bekämpfung von Mikroorganismen können Wasch- oder Reinigungsmittel antimikrobielle Wirkstoffe enthalten. Hierbei unterscheidet man je nach antimikrobiellem Spektrum und Wirkungsmechanismus zwischen Bakteriostatika und Bakteriziden, Fungistatika und Fungiziden usw. Wichtige Stoffe aus diesen Gruppen sind beispielsweise Benzalkoniumchloride, Alkylarylsulfonate, Halogenphenole und Phenolmercuriacetat. Die Begriffe antimikrobielle Wirkung und antimikrobieller Wirkstoff haben im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre die fachübliche Bedeutung, die beispielsweise von K. H. Wallhäußer in „Praxis der Sterilisation, Desinfektion - Konservierung : Keimidentifizierung - Betriebshygiene" (5. Aufl. - Stuttgart; New York : Thieme, 1995) wiedergegeben wird, wobei alle dort beschriebenen Substanzen mit antimikrobieller Wirkung eingesetzt werden können. Geeignete antimikrobielle Wirkstoffe sind vorzugsweise ausgewählt aus den Gruppen der Alkohole, Amine, Aldehyde, antimikrobiellen Säuren beziehungsweise deren Salze, Carbonsäureester, Säureamide, Phenole, Phenolderivate, Diphenyle, Diphenylalkane, Harnstoffderivate, Sauerstoff-, Stickstoff-acetale sowie -formale, Benzamidine, Isothiazoline, Phthalimidderivate, Pyri- dinderivate, antimikrobiellen oberflächenaktiven Verbindungen, Guanidine, antimikrobiellen amphoteren Verbindungen, Chinoline, 1 ,2-Dibrom-2,4-dicyanobutan, Iodo-2- propyl-butyl-carbamat, lod, lodophore, Peroxoverbindungen, Halogenverbindungen sowie beliebigen Gemischen der voranstehenden.To combat microorganisms, detergents or cleaning agents can contain antimicrobial agents. Depending on the antimicrobial spectrum and mechanism of action, a distinction is made between bacteriostatics and bactericides, fungistatics and fungicides etc. Important substances from these groups are, for example, benzalkonium chlorides, alkylarylsulfonates, halophenols and phenol mercuric acetate. In the context of the teaching according to the invention, the terms antimicrobial activity and antimicrobial active substance have the customary meaning, as used, for example, by KH Wallhäußer in "Practice of Sterilization, Disinfection - Preservation: Germ Identification - Industrial Hygiene" (5th ed. - Stuttgart; New York: Thieme, 1995 Suitable antimicrobial agents are preferably selected from the groups of alcohols, amines, aldehydes, antimicrobial acids or their salts, carboxylic acid esters, acid amides, phenols, phenol derivatives, diphenyls, diphenylalkanes, Urea derivatives, oxygen, nitrogen acetals and formals, benzamidines, isothiazolines, phthalimide derivatives, pyridine derivatives, antimicrobial surface-active compounds, guanidines, antimicrobial amphoteric compounds, quinolines, 1, 2-dibromo-2,4-dicyanobutane, iodo-2- propyl-but yl-carbamate, iodine, iodophores, peroxo compounds, halogen compounds and any mixtures of the above.
Der antimikrobielle Wirkstoff kann dabei ausgewählt sein aus Ethanol, n-Propanol, i- Propanol, 1 ,3-Butandiol, Phenoxyethanol, 1 ,2-Propylenglykol, Glycerin, Undecylensäure, Benzoesäure, Salicylsäure, Dihydracetsäure, o-Phenylphenol, N-Methylmorpholin- acetonitril (MMA), 2-Benzyl-4-chlorphenol, 2,2'-Methylen-bis-(6-brom-4-chlorphenol), 4,4'-Dichlor-2'-hydroxydiphenylether (Dichlosan), 2,4,4'-Trichlor-2'-hydroxydiphenylether (Trichlosan), Chlorhexidin, N-(4-Chlorphenyl)-N-(3,4-dichlorphenyl)-harnstoff, N,N'-(1 ,10- decan-diyldi-1-pyridinyl-4-yliden)-bis-(1-octanamin)-dihydrochlorid, N,N'-Bis-(4-chlorphe- nyl)-3,12-diimino-2,4,11 ,13-tetraaza-tetradecandiimidamid, Glucoprotaminen, antimikrobiellen oberflächenaktiven quaternären Verbindungen, Guanidinen einschl. den Bi- und Polyguanidinen, wie beispielsweise 1 ,6-Bis-(2-ethylhexyl-biguanido-hexan)- dihydrochlorid, 1 ,6-Di-(N1,N1'-phenyldiguanido-N5,N5')-hexan-tetrahydochlorid, 1 ,6-Di- (Ni.Ni'-phenyl-NLNrmethyldiguanido-Ns.Ns -hexan-dihydrochlorid, 1 ,6-Di-(N1,N1'-o- chlorophenyldiguanido- N5,N5')-hexan-dihydrochlorid, 1 ,6-Di-(N1,N1'-2,6- dichlorophenyldiguanido-N5,N5')hexan-dihydrochlorid, 1,6-Di-[N1,N-ι'-beta-(p- methoxyphenyl) diguanido-N5,N5']-hexane-dihydrochlorid, 1.δ-Di- Ni.N-i'-alpha-methyl- .beta.-phenyldiguanido-N5,N5')-hexan-dihydrochlorid, l ^-Di^N^N^-p- nitrophenyldiguanido-N5,N5')hexan-dihydrochlorid, omega:omega-Di-( Nι,N-ι'- phenyldiguanido-N5,N5')-di-n-propylether-dihydrochlorid, omega:omega'-Di-(N1,N1'-p- chlorophenyldiguanido-N5,N5')-di-n-propylether-tetrahydrochlorid, 1 ,6-Di-(N1,N1'-2,4- dichlorophenyldiguanido-N5,N5')hexan-tetrahydrochlorid, 1 ,6-Di-(N1,N1'-p- methylphenyldiguanido- N5,N5')hexan-dihydrochlorid, 1 ,6-Di-(N1,N1'-2,4,5- trichlorophenyldiguanido-N5, N5')hexan-tetrahydrochlorid, 1 ,6-Di-tN! , N-i '-alpha-(p- chlorophenyl) ethyldiguanido-N5,N5'] hexan-dihydrochlorid, omega:omega-Di-(N1,N1'-p- chlorophenyldiguanido-N5,N5')m-xylene-dihydrochlorid, 1 , 12-Di-(N1 , N-i '-p- chlorophenyldiguanido-N5,N5') dodecan-dihydrochlorid, I O-DKNLNi'-phenyldiguanido- N5,N5')-decan-tetrahydrochlorid, 1 ,12-Di-(N1,N1'-phenyldiguanido- N5,N5') dodecan- tetrahydrochlorid, 1 ,6-Di-(N1,N1'-o-chlorophenyldiguanido- N5,N5') hexan-dihydrochlorid, 1 ,6-Di-(N1,N1'-o-chlorophenyldiguanido- N5,N5') hexan-tetrahydrochlorid, Ethylen-bis-(1- tolyl biguanid), Ethylen-bis-(p-tolyl biguanide), Ethylen-bis-(3,5-dimethylphenylbiguanid), Ethylen-bis-(p-tert-amylphenylbiguanid), Ethylen-bis-(nonylphenylbiguanid), Ethylen-bis- (phenylbiguanid), Ethylen-bis-(N-butylphenylbiguanid), Ethylen-bis (2,5- diethoxyphenylbiguanid), Ethylen-bis (2,4-dimethylphenyl biguanid), Ethylen-bis (o- diphenylbiguanid), Ethylen-bis (mixed amyl naphthylbiguanid), N-Butyl-ethylen-bis- (phenylbiguanid), Trimethylen bis (o-tolylbiguanid), N-Butyl-trimethyle- bis-(phenyl biguanide) und die entsprechenden Salze wie Acetate, Gluconate, Hydrochloride, Hydrobromide, Citrate, Bisulfite, Fluoride, Polymaleate, N-Cocosalkylsarcosinate, Phosphite, Hypophosphite, Perfluorooctanoate, Silicate, Sorbate, Salicylate, Maleate, Tartrate, Fumarate, Ethylendiamintetraacetate, Iminodiacetate, Cinnamate, Thiocyanate, Arginate, Pyromellitate, Tetracarboxybutyrate, Benzoate, Glutarate,The antimicrobial active ingredient can be selected from ethanol, n-propanol, i-propanol, 1, 3-butanediol, phenoxyethanol, 1, 2-propylene glycol, glycerin, undecylenic acid, benzoic acid, salicylic acid, dihydracetic acid, o-phenylphenol, N-methylmorpholine acetonitrile (MMA), 2-benzyl-4-chlorophenol, 2,2'-methylene-bis- (6-bromo-4-chlorophenol), 4,4'-dichloro-2'-hydroxydiphenyl ether (dichlosan), 2.4 , 4'-trichloro-2'-hydroxydiphenyl ether (trichlosan), chlorhexidine, N- (4-chlorophenyl) -N- (3,4-dichlorophenyl) urea, N, N '- (1, 10- decan-diyldi-1-pyridinyl-4-ylidene) bis (1-octanamine) dihydrochloride, N, N'-bis (4-chlorophenyl) -3,12-diimino-2,4,11, 13-tetraaza-tetradecanediimidamide, glucoprotamines, antimicrobial surface-active quaternary compounds, guanidines including the bi- and polyguanidines, such as 1,6-bis- (2-ethylhexyl-biguanido-hexane) - dihydrochloride, 1,6-di- (N 1 , N 1 '-phenyldiguanido-N 5 , N 5 ') -hexane-tetrahydochloride, 1, 6-di- (Ni.Ni'-phenyl-N L Nrmethyldiguanido-Ns.Ns -hexane-dihydrochloride, 1, 6- Di- (N 1 , N 1 '-chlorophenyldiguanido-N 5 , N 5 ') -hexane-dihydrochloride, 1,6-di- (N 1 , N 1 '-2,6-dichlorophenyldiguanido-N 5 , N 5 ') hexane dihydrochloride, 1,6-di- [N 1 , N-ι'-beta- (p-methoxyphenyl) diguanido-N 5 , N 5 '] -hexane dihydrochloride, 1.δ-di-Ni .N-i'-alpha-methyl-.beta.-phenyldiguanido-N 5 , N 5 ') -hexane-dihydrochloride, l ^ -Di ^ N ^ N ^ -p-nitrophenyldiguanido-N 5 , N 5 ') hexane -dihydrochloride, omega: omega-di- (Nι, N-ι'- phenyldiguanido-N 5 , N 5 ') -di-n-propylether dihydrochloride, o mega: omega'-di- (N 1 , N 1 '-p-chlorophenyldiguanido-N 5 , N 5 ') -di-n-propylether-tetrahydrochloride, 1, 6-di- (N 1 , N 1 '-2 , 4-dichlorophenyldiguanido-N 5 , N 5 ') hexane-tetrahydrochloride, 1, 6-di- (N 1 , N 1 ' -p-methylphenyldiguanido-N 5 , N 5 ') hexane-dihydrochloride, 1, 6-di - (N 1 , N 1 '-2,4,5-trichlorophenyldiguanido-N 5 , N 5 ') hexane-tetrahydrochloride, 1, 6-di-tN ! , Ni '-alpha- (p-chlorophenyl) ethyldiguanido-N 5 , N 5 '] hexane dihydrochloride, omega: omega-Di- (N 1 , N 1 '-p-chlorophenyldiguanido-N 5 , N 5 ') m -xylene-dihydrochloride, 1, 12-di- (N 1 , Ni '-p- chlorophenyldiguanido-N 5 , N 5 ') dodecane-dihydrochloride, I O-DKN L Ni'-phenyldiguanido-N 5 , N 5 ') -decane-tetrahydrochloride, 1, 12-di- (N 1 , N 1 '-phenyldiguanido- N 5 , N 5 ') dodecane-tetrahydrochloride, 1, 6-di- (N 1 , N 1 '-o-chlorophenyldiguanido- N 5 , N 5 ') hexane-dihydrochloride, 1, 6-di- (N 1 , N 1 ' -o-chlorophenyldiguanido-N 5 , N 5 ') hexane-tetrahydrochloride, ethylene-bis- (1-tolyl biguanide) , Ethylene bis (p-tolyl biguanide), ethylene bis (3,5-dimethylphenyl biguanide), ethylene bis (p-tert-amylphenyl biguanide), ethylene bis (nonylphenyl biguanide), ethylene bis (phenyl biguanide) ), Ethylene bis (N-butylphenyl biguanide), ethylene bis (2,5-diethoxyphenyl biguanide), ethylene bis (2,4-dimethylphenyl biguanide), ethylene bis (o-diphenyl biguanide), ethylene bis (mixed amyl naphthyl biguanide), N-butyl ethylene bis (phen yl biguanide), trimethylene bis (o-tolyl biguanide), N-butyl trimethyl bis (phenyl biguanide) and the corresponding salts such as acetates, gluconates, hydrochlorides, hydrobromides, citrates, bisulfites, fluorides, polymaleates, N-cocoalkyl sarcosinates, phosphites, Hypophosphites, perfluorooctanoates, silicates, sorbates, salicylates, maleates, tartrates, fumarates, ethylenediaminetetraacetates, iminodiacetates, cinnamates, thiocyanates, arginates, pyromellitates, tetracarboxybutyrates, benzoates, glutarates,
Monofluorphosphate, Perfluorpropionate sowie beliebige Mischungen davon. Weiterhin eignen sich halogenierte Xylol- und Kresolderivate, wie p-Chlormetakresol oder p-Chlor- meta-xylol, sowie natürliche antimikrobielle Wirkstoffe pflanzlicher Herkunft (zum Beispiel aus Gewürzen oder Kräutern), tierischer sowie mikrobieller Herkunft. Vorzugsweise können antimikrobiell wirkende oberflächenaktive quaternäre Verbindungen, ein natürlicher antimikrobieller Wirkstoff pflanzlicher Herkunft und/oder ein natürlicher antimikrobieller Wirkstoff tierischer Herkunft, äußerst bevorzugt mindestens ein natürlicher antimikrobieller Wirkstoff pflanzlicher Herkunft aus der Gruppe, umfassend Coffein, Theobromin und Theophyllin sowie etherische Öle wie Eugenol, Thymol und Geraniol, und/oder mindestens ein natürlicher antimikrobieller Wirkstoff tierischer Herkunft aus der Gruppe, umfassend Enzyme wie Eiweiß aus Milch, Lysozym und Lactoperoxidase, und/oder mindestens eine antimikrobiell wirkende oberflächenaktive quaternäre Verbindung mit einer Ammonium-, Sulfonium-, Phosphonium-, lodonium- oder Arsoniumgruppe, Peroxoverbindungen und Chlorverbindungen eingesetzt werden. Auch Stoffe mikrobieller Herkunft, sogenannte Bakteriozine, können eingesetzt werden.Monofluorophosphates, perfluoropropionates and any mixtures thereof. Halogenated xylene and cresol derivatives such as p-chlorometacresol or p-chloro meta-xylene, as well as natural antimicrobial agents of plant origin (for example from spices or herbs), animal and microbial origin. Preferably antimicrobial surface-active quaternary compounds, a natural antimicrobial active ingredient of plant origin and / or a natural antimicrobial active ingredient of animal origin, most preferably at least one natural antimicrobial active ingredient of plant origin from the group comprising caffeine, theobromine and theophylline as well as essential oils such as eugenol, thymol and geraniol, and / or at least one natural antimicrobial active ingredient of animal origin from the group comprising enzymes such as protein from milk, lysozyme and lactoperoxidase, and / or at least one antimicrobial surface-active quaternary compound with an ammonium, sulfonium, phosphonium, iodonium - Or arsonium group, peroxo compounds and chlorine compounds are used. Substances of microbial origin, so-called bacteriocins, can also be used.
Die als antimikrobielle Wirkstoffe geeigneten quaternären Ammoniumverbindungen (QAV) weisen die allgemeine Formel (R1)(R2)(R3)(R4) N+ X" auf, in der R1 bis R4 gleiche oder verschiedene C C22-Alkylreste, C7-C28-Aralkylreste oder heterozyklische Reste, wobei zwei oder im Falle einer aromatischen Einbindung wie im Pyridin sogar drei Reste gemeinsam mit dem Stickstoffatom den Heterozyklus, zum Beispiel eine Pyridinium- oder Imidazoliniumverbindung, bilden, darstellen und X" Halogenidionen, Sulfationen, Hydroxidionen oder ähnliche Anionen sind. Für eine optimale antimikrobielle Wirkung weist vorzugsweise wenigstens einer der Reste eine Kettenlänge von 8 bis 18, insbesondere 12 bis 16, C-Atomen auf.The quaternary ammonium compounds (QAV) suitable as antimicrobial active ingredients have the general formula (R 1 ) (R 2 ) (R 3 ) (R 4 ) N + X " , in which R 1 to R 4 have the same or different CC 22 alkyl radicals , C 7 -C 28 aralkyl radicals or heterocyclic radicals, two or, in the case of an aromatic integration, such as in pyridine, even three radicals together with the nitrogen atom forming the heterocycle, for example a pyridinium or imidazolinium compound, and X "represent halide ions, sulfate ions , Hydroxide ions or similar anions. For an optimal antimicrobial effect, at least one of the residues preferably has a chain length of 8 to 18, in particular 12 to 16, carbon atoms.
QAV sind durch Umsetzung tertiärer Amine mit Alkylierungsmitteln, wie zum Beispiel Methylchlorid, Benzylchlorid, Dimethylsulfat, Dodecylbromid, aber auch Ethylenoxid herstellbar. Die Alkylierung von tertiären Aminen mit einem langen Alkyl-Rest und zwei Methyl-Gruppen gelingt besonders leicht, auch die Quaternierung von tertiären Aminen mit zwei langen Resten und einer Methyl-Gruppe kann mit Hilfe von Methylchlorid unter milden Bedingungen durchgeführt werden. Amine, die über drei lange Alkyl-Reste oder Hydroxy-substituierte Alkyl-Reste verfügen, sind wenig reaktiv und werden bevorzugt mit Dimethylsulfat quatemiert.QACs can be produced by reacting tertiary amines with alkylating agents, such as methyl chloride, benzyl chloride, dimethyl sulfate, dodecyl bromide, but also ethylene oxide. The alkylation of tertiary amines with a long alkyl radical and two methyl groups is particularly easy, and the quaternization of tertiary amines with two long radicals and one methyl group can also be carried out using methyl chloride under mild conditions. Amines which have three long alkyl radicals or hydroxy-substituted alkyl radicals are not very reactive and are preferably quaternized with dimethyl sulfate.
Geeignete QAV sind beispielweise Benzalkoniumchlorid (N-Alkyl-N,N-dimethyl-benzyl- ammoniumchlorid, CAS No. 8001-54-5), Benzalkon B (/r),p-Dichlorbenzyl-dimethyl-C12- alkylammoniumchlorid, CAS No. 58390-78-6), Benzoxoniumchlorid (Benzyl-dodecyl-bis- (2-hydroxyethyl)-ammonium-chlorid), Cetrimoniumbromid (N-Hexadecyl-N,N-trimethyl- ammoniumbromid, CAS No. 57-09-0), Benzetoniumchlorid (N,N-Dimethyl-N-[2-[2-[p- (1 ,1 ,3,3-tetramethylbutyl)-pheno-xy]ethoxy]ethyl]-benzylammoniumchlorid, CAS No. 121- 54-0), Dialkyldimethylammonium-chloride wie Di-n-decyl-dimethyl-ammoniumchlorid (CAS No. 7173-51-5-5), Didecyldi-methylammoniumbromid (CAS No. 2390-68-3), Dioctyl-dimethyl-ammoniumchloric, 1-Cetylpyridiniumchlorid (CAS No. 123-03-5) und Thiazoliniodid (CAS No. 15764-48-1) sowie deren Mischungen. Besonders bevorzugte QAV sind die Benzalkoniumchloride mit C8-C18-Alkylresten, insbesondere C12-C14-Aklyl- benzyl-dimethyl-ammoniumchlorid.Suitable QAC are, for example, benzalkonium chloride (N-alkyl-N, N-dimethyl-benzylammonium chloride, CAS No. 8001-54-5), benzalkon B (/ r), p-dichlorobenzyldimethyl-C12- alkylammonium chloride, CAS No. 58390-78-6), benzoxonium chloride (benzyl-dodecyl-bis (2-hydroxyethyl) ammonium chloride), cetrimonium bromide (N-hexadecyl-N, N-trimethylammonium bromide, CAS No. 57-09-0), Benzetonium chloride (N, N-dimethyl-N- [2- [2- [p- (1, 1, 3,3-tetramethylbutyl) phenoxy] ethoxy] ethyl] benzylammonium chloride, CAS No. 121-54-0 ), Dialkyldimethylammonium chloride such as di-n-decyl-dimethyl-ammonium chloride (CAS No. 7173-51-5-5), didecyldi-methylammonium bromide (CAS No. 2390-68-3), dioctyl-dimethyl-ammoniumchloric, 1- Cetylpyridinium chloride (CAS No. 123-03-5) and thiazoline iodide (CAS No. 15764-48-1) and their mixtures. Particularly preferred QAV are the benzalkonium chlorides with C 8 -C 18 -alkyl radicals, in particular C 12 -C 14 -alkyl-benzyl-dimethyl-ammonium chloride.
Benzalkoniumhalogenide und/oder substituierte Benzalkoniumhalogenide sind beispielsweise kommerziell erhältlich als Barquat® ex Lonza, Marquat® ex Mason, Variquat® ex Witco/ Sherex und Hyamine® ex Lonza, sowie Bardac® ex Lonza. Weitere kommerziell erhältliche antimikrobielle Wirkstoffe sind N-(3-Chlorallyl)-hexaminiumchlorid wie Dowicide® und Dowicil® ex Dow, Benzethoniumchlorid wie Hyamine® 1622 ex Rohm & Haas, Methylbenzethoniumchlorid wie Hyamine® 10X ex Rohm & Haas, Cetylpyridiniumchlorid wie Cepacolchlorid ex Merrell Labs.Benzalkonium halides and / or substituted benzalkonium halides are for example commercially available as Barquat ® ex Lonza, Marquat® ® ex Mason, Variquat ® ex Witco / Sherex and Hyamine ® ex Lonza and as Bardac ® ex Lonza. Other commercially available antimicrobial agents are N- (3-chloroallyl) hexaminium chloride such as Dowicide ® and Dowicil ® ex Dow, benzethonium chloride such as Hyamine ® 1622 ex Rohm & Haas, methylbenzethonium chloride such as Hyamine ® 10X ex Rohm & Haas, cetylpyridinium chloride such as Cepacolchlorid ex Merrell ,
Die antimikrobiellen Wirkstoffe werden in Mengen von 0,0001 Gew.-% bis 1 Gew.-%, bevorzugt von 0,001 Gew.-% bis 0,8 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,005 Gew.-% bis 0,3 Gew.-% und insbesondere von 0,01 bis 0,2 Gew.-% eingesetzt.The antimicrobial active ingredients are used in amounts of from 0.0001% by weight to 1% by weight, preferably from 0.001% by weight to 0.8% by weight, particularly preferably from 0.005% by weight to 0.3% by weight .-% and in particular from 0.01 to 0.2 wt .-% used.
Die Mittel können UV-Absorbenzien (UV-Absorber) enthalten, die auf die behandelten Textilien aufziehen und die Lichtbeständigkeit der Fasern und/oder die Lichtbeständigkeit sonstiger Rezepturbestandteile verbessern. Unter UV-Absorber sind organische Substanzen (Lichtschutzfilter) zu verstehen, die in der Lage sind, ultraviolette Strahlen zu absorbieren und die aufgenommene Energie in Form längerwelliger Strahlung, zum Beispiel Wärme wieder abzugeben.The agents can contain UV absorbers (UV absorbers), which are absorbed onto the treated textiles and improve the lightfastness of the fibers and / or the lightfastness of other formulation components. UV absorbers are organic substances (light protection filters) that are able to absorb ultraviolet rays and release the absorbed energy in the form of longer-wave radiation, for example heat.
Verbindungen, die diese gewünschten Eigenschaften aufweisen, sind beispielsweise die durch strahlungslose Desaktivierung wirksamen Verbindungen und Derivate des Benzophenons mit Substituenten in 2- und/oder 4-Stellung. Weiterhin sind auch substituierte Benzotriazole, in 3-Stellung Phenylsubstituierte Acrylate (Zimtsäurederivate, gegebenenfalls mit Cyanogruppen in 2-Stellung), Salicylate, organische Ni-Komplexe sowie Naturstoffe wie Umbelliferon und die körpereigene Urocansäure geeignet. Besondere Bedeutung haben Biphenyl- und vor allem Stilbenderivate wie sie beispielsweise in der EP 0728749 A beschrieben werden und kommerziell als Tinosorb® FD oder Tinosorb® FR ex Ciba erhältlich sind. Als UV-B-Absorber sind zu nennen: 3- Benzylidencampher beziehungsweise 3-Benzylidennorcampher und dessen Derivate, zum Beispiel 3-(4-Methylbenzyliden)campher, wie in der EP 0693471 B1 beschrieben; 4- Aminobenzoesäurederivate, vorzugsweise 4-(Dimethylamino)benzoesäure-2- ethylhexylester, 4-(Dimethylamino)benzoesäure-2-octylester und 4-Compounds which have these desired properties are, for example, the compounds and derivatives of benzophenone which are active by radiationless deactivation and have substituents in the 2- and / or 4-position. Substituted benzotriazoles, phenyl-substituted acrylates (cinnamic acid derivatives, optionally with cyano groups in the 2-position), salicylates, organic Ni complexes are also substituted as well as natural substances such as umbelliferone and the body's own urocanoic acid. The biphenyl and, above all, stilbene derivatives described, for example in EP 0728749 A and are available as Tinosorb FD ® ® or Tinosorb FR ex Ciba commercially. The UV-B absorbers are: 3-benzylidene camphor or 3-benzylidene norcampher and its derivatives, for example 3- (4-methylbenzylidene) camphor, as described in EP 0693471 B1; 4-aminobenzoic acid derivatives, preferably 2-ethylhexyl 4- (dimethylamino) benzoate, 2-octyl 4- (dimethylamino) benzoate and 4-
(Dimethylamino)benzoesäureamylester; Ester der Zimtsäure, vorzugsweise 4- Methoxyzimtsäure-2-ethylhexylester, 4-Methoxyzimtsäurepropylester, 4-Methoxyzimt- säureisoamylester, 2-Cyano-3,3-phenylzimtsäure-2-ethylhexylester (Octocrylene); Ester der Salicylsäure, vorzugsweise Salicylsäure-2-ethylhexylester, Salicylsäure-4- isopropylbenzylester, Salicylsäurehomomenthylester; Derivate des Benzophenons, vorzugsweise 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-4'- methylbenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon; Ester der(Dimethylamino) benzoesäureamylester; Esters of cinnamic acid, preferably 2-ethylhexyl 4-methoxycinnamate, propyl 4-methoxycinnamate, isoamyl 4-methoxycinnamate, 2-ethylhexyl 2-cyano-3,3-phenylcinnamate (octocrylene); Esters of salicylic acid, preferably salicylic acid 2-ethylhexyl ester, salicylic acid 4-isopropylbenzyl ester, salicylic acid homomethyl ester; Derivatives of benzophenone, preferably 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-4'-methylbenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone; Esters of
Benzalmalonsäure, vorzugsweise 4-Methoxybenzmalonsäuredi-2-ethylhexylester; Triazinderivate, wie zum Beispiel 2,4,6-Trianilino-(p-carbo-2'-ethyl-1 '-hexyloxy)-1 ,3,5- triazin und Octyl Triazon, wie in der EP 0818450 A1 beschrieben oder Dioctyl Butamido Triazone (Uvasorb® HEB); Propan-1 ,3-dione, wie zum Beispiel 1-(4-tert.Butylphenyl)-3- (4'methoxyphenyl)propan-1 ,3-dion; Ketotricyclo(5.2.1.0)decan-Derivate, wie in der EP 0694521 B1 beschrieben. Weiterhin geeignet sind 2-Phenylbenzimidazol-5-sulfonsäure und deren Alkali-, Erdalkali-, Ammonium-, Alkylammonium-, Alkanolammonium- und Glucammoniumsalze; Sulfonsäurederivate von Benzophenonen, vorzugsweise 2- Hydroxy-4-methoxybenzophenon-5-sulfonsäure und ihre Salze; Sulfonsäurederivate des 3-Benzylidencamphers, wie zum Beispiel 4-(2-Oxo-3-bornylidenmethyl)benzol- sulfonsäure und 2-Methyl-5-(2-oxo-3-bornyliden)sulfonsäure und deren Salze.Benzalmalonic acid, preferably di-2-ethylhexyl 4-methoxybenzmalonate; Triazine derivatives, such as, for example, 2,4,6-trianilino- (p-carbo-2'-ethyl-1'-hexyloxy) -1, 3,5-triazine and octyl triazone, as described in EP 0818450 A1 or dioctyl butamido Triazone (Uvasorb® HEB); Propane-1,3-diones such as 1- (4-tert-butylphenyl) -3- (4'methoxyphenyl) propane-1,3-dione; Ketotricyclo (5.2.1.0) decane derivatives, as described in EP 0694521 B1. Also suitable are 2-phenylbenzimidazole-5-sulfonic acid and its alkali, alkaline earth, ammonium, alkylammonium, alkanolammonium and glucammonium salts; Sulfonic acid derivatives of benzophenones, preferably 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid and its salts; Sulfonic acid derivatives of 3-benzylidene camphor, such as 4- (2-oxo-3-bornylidene methyl) benzene sulfonic acid and 2-methyl-5- (2-oxo-3-bornylidene) sulfonic acid and their salts.
Als typische UV-A-Filter kommen insbesondere Derivate des Benzoylmethans in Frage, wie beispielsweise 1-(4'-tert.Butylphenyl)-3-(4'-methoxyphenyl)propan-1 ,3-dion, 4-tert.- Butyl-4'-methoxydibenzoylmethan (Parsol 1789), 1-Phenyl-3-(4'-isopropylphenyl)- propan-1 ,3-dion sowie Enaminverbindungen, wie beschrieben in der DE 19712033 A1 (BASF). Die UV-A und UV-B-Filter können selbstverständlich auch in Mischungen eingesetzt werden. Neben den genannten löslichen Stoffen kommen für diesen Zweck auch unlösliche Lichtschutzpigmente, nämlich feindisperse, vorzugsweise nanoisierte Metalloxide beziehungsweise Salze in Frage. Beispiele für geeignete Metalloxide sind insbesondere Zinkoxid und Titandioxid und daneben Oxide des Eisens, Zirkoniums, Siliciums, Mangans, Aluminiums und Cers sowie deren Gemische. Als Salze können Silicate (Talk), Bariumsulfat oder Zinkstearat eingesetzt werden. Die Oxide und Salze werden in Form der Pigmente bereits für hautpflegende und hautschützende Emulsionen und dekorative Kosmetik verwendet. Die Partikel sollten dabei einen mittleren Durchmesser von weniger als 100 nm, vorzugsweise zwischen 5 und 50 nm und insbesondere zwischen 15 und 30 nm aufweisen. Sie können eine sphärische Form aufweisen, es können jedoch auch solche Partikel zum Einsatz kommen, die eine ellipsoide oder in sonstiger Weise von der sphärischen Gestalt abweichende Form besitzen. Die Pigmente können auch oberflächenbehandelt, das heißt hydrophilisiert oder hydrophobiert vorliegen. Typische Beispiele sind ummantelte Titandioxide, wie zum Beispiel Titandioxid T 805 (Degussa) oder Eusolex® T2000 (Merck; als hydrophobe Coatingmittel kommen dafür bevorzugt Silicone und besonders bevorzugt Trialkoxyoctylsilane oder Simethicone in Frage. Vorzugsweise wird mikronisiertes Zinkoxid verwendet. Weitere geeignete UV-Lichtschutzfilter sind der Übersicht von P. Finkel in SÖFW-Journal 122 (1996), S. 543 zu entnehmen.Derivatives of benzoylmethane, such as 1- (4'-tert-butylphenyl) -3- (4'-methoxyphenyl) propane-1,3-dione, 4-tert-butyl, are particularly suitable as typical UV-A filters -4'-methoxydibenzoylmethane (Parsol 1789), 1-phenyl-3- (4'-isopropylphenyl) propan-1, 3-dione and enamine compounds as described in DE 19712033 A1 (BASF). The UV-A and UV-B filters can of course also be used in mixtures. In addition to the soluble substances mentioned, insoluble light-protection pigments, namely finely dispersed, preferably nanoized metal oxides or salts, are also suitable for this purpose. Examples of suitable metal oxides are in particular zinc oxide and titanium dioxide and in addition oxides of iron, zirconium, silicon, manganese, aluminum and cerium as well as their mixtures. Silicates (talc), barium sulfate or zinc stearate can be used as salts. The oxides and salts are already used in the form of the pigments for skin-care and skin-protecting emulsions and decorative cosmetics. The particles should have an average diameter of less than 100 nm, preferably between 5 and 50 nm and in particular between 15 and 30 nm. They can have a spherical shape, but it is also possible to use particles which have an ellipsoidal shape or shape which differs from the spherical shape in some other way. The pigments can also be surface-treated, that is to say hydrophilized or hydrophobicized. Typical examples are coated titanium dioxide, such as titanium dioxide T 805 (Degussa) or Eusolex® T2000 (Merck; silicones and particularly preferably trialkoxyoctylsilanes or simethicones are preferred as hydrophobic coating agents. Micronized zinc oxide is preferably used. Other suitable UV light protection filters are see the overview by P. Finkel in SÖFW-Journal 122 (1996), p. 543.
Die UV-Absorbenzien werden üblicherweise in Mengen von 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,03 Gew.-% bis 1 Gew.-%, eingesetzt.The UV absorbers are usually used in amounts of from 0.01% by weight to 5% by weight, preferably from 0.03% by weight to 1% by weight.
Zu den für Wasch- und Reinigungsmitteln üblichen Inhaltsstoffen werden im allgemeinen auch wasch-, beziehungsweise reinigungsaktive Enzyme gerechnet. Gleichzeitig stellen Wasch- oder Reinigungsmittel, die über ein erfindungsgemäßes Protein hinaus durch zusätzlich weitere Enzyme gekennzeichnet sind, bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dazu gehören beispielsweise andere Proteasen, aber auch Oxidoreductasen, Cutinasen, Esterasen und/oder Hemicellulasen, und besonders bevorzugt Lipasen, Amylasen, Cellulasen und/oder ß-Glucanasen.In general, washing or cleaning-active enzymes are also included in the ingredients customary for washing and cleaning agents. At the same time, detergents or cleaning agents which are characterized by additional enzymes in addition to a protein according to the invention are preferred embodiments of the present invention. These include, for example, other proteases, but also oxidoreductases, cutinases, esterases and / or hemicellulases, and particularly preferably lipases, Amylases, cellulases and / or β-glucanases.
Enzyme wie Proteasen, Amylasen, Lipasen oder Cellulasen werden seit Jahrzehnten als aktive Komponenten in Wasch- und Reinigungsmitteln verwendet. Ihr jeweiliger Beitrag zur Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistung des betreffenden Mittels ist im Fall von Protease die Fähigkeit zum Abbau proteinhaltiger Verunreinigungen, im Fall von Amylase der Abbau von stärkehaltigen Verunreinigungen und im Fall von Lipase die fettspaltende Aktivität. Cellulasen werden über ihre schmutzentfernende, das heißt primäre Wasch-, beziehungsweise Reinigungsleistung hinaus, insbesondere wegen ihres Beitrags zur Sekundärwaschleistung eines Waschmittels und wegen ihrer Faserwirkung auf Textilien bevorzugt in Waschmitteln eingesetzt. Die jeweiligen Hydrolyseprodukte werden von den übrigen Wasch- oder Reinigungsmittel-Bestandteilen angegriffen, gelöst, emulgiert oder suspendiert oder aufgrund ihrer höheren Löslichkeit mit der Waschflotte ausgeschwemmt, so daß es günstigenfalls zu Synergieeffekten zwischen den Enzymen und den übrigen Bestandteilen kommt.Enzymes such as proteases, amylases, lipases or cellulases have been used as active components in detergents and cleaning agents for decades. Their respective contribution to the washing or cleaning performance of the agent in question is the ability to break down protein-containing impurities in the case of protease, the degradation of starch-containing impurities in the case of amylase and the fat-splitting activity in the case of lipase. Cellulases are beyond their dirt-removing, that is, primary washing or cleaning performance, in particular because their contribution to the secondary washing performance of a detergent and because of their fiber effect on textiles preferably used in detergents. The respective hydrolysis products are attacked, dissolved, emulsified or suspended by the other detergent or cleaning agent constituents or, due to their higher solubility, washed out with the washing liquor, so that, if possible, there are synergy effects between the enzymes and the other constituents.
Einen dem Beitrag zur Sekundärwaschleistung eines Mittels durch Cellulase vergleichbaren Effekt können Proteasen auf natürliche Fasern, insbesondere auf Wolle oder Seide ausüben. Durch ihre Wirkung auf die Oberflächenstruktur solcher Gewebe können sie einen glättenden Einfluß auf das Material ausüben und damit dem Verfilzen entgegenwirken.Proteases can have an effect comparable to the contribution to the secondary washing performance of an agent by cellulase on natural fibers, in particular on wool or silk. Due to their effect on the surface structure of such fabrics, they can have a smoothing effect on the material and thus counteract felting.
Weitere Enzyme erweitern die Reinigungsleistung entsprechender Mittel um ihre jeweils spezifische enzymatische Leistung. Dazu gehören beispielsweise Hemicellulasen wie beispielsweise ß-Glucanasen (WO 99/06515 A1 und WO 99/06516 A1), Oxidoreduktasen wie zum Beispiel Laccasen (WO 00/39306 A2) oder Pektin-Iösende Enzyme (WO 00/42145 A1), die insbesondere in Spezialwaschmitteln zum Einsatz kommen.Additional enzymes extend the cleaning performance of the corresponding agents by their specific enzymatic performance. These include, for example, hemicellulases such as, for example, β-glucanases (WO 99/06515 A1 and WO 99/06516 A1), oxidoreductases such as, for example, laccases (WO 00/39306 A2) or pectin-dissolving enzymes (WO 00/42145 A1), which in particular are used in special detergents.
Zur Verwendung in erfindungsgemäßen Mitteln kommen in erster Linie aus Mikroorganismen, wie Bakterien oder Pilzen, gewonnene Enzyme in Frage. Sie werden in bekannter Weise durch Fermentationsprozesse aus geeigneten Mikroorganismen gewonnen, die zum Beispiel in den deutschen Offenlegungsschriften DE 1940488, und DE 2121397, den US-amerikanischen Patentschriften US 3623957, US 4264738, der europäischen Patentanmeldung EP 006638 A2 sowie der internationalen Patentanmeldung WO 91/02792 A1 beschrieben sind.Enzymes obtained from microorganisms, such as bacteria or fungi, are primarily suitable for use in agents according to the invention. They are obtained in a known manner by means of fermentation processes from suitable microorganisms, which are described, for example, in German patent applications DE 1940488 and DE 2121397, US patent specifications US 3623957, US 4264738, European patent application EP 006638 A2 and international patent application WO 91 / 02792 A1 are described.
Ein erfindungsgemäßes Protein und/oder andere enthaltene Proteine können besonders während der Lagerung durch Stabilisatoren beispielsweise vor Denaturierung, Zerfall oder Inaktivierung, etwa durch physikalische Einflüsse, Oxidation oder proteolytische Spaltung geschützt werden.A protein according to the invention and / or other proteins contained can be protected, particularly during storage, by stabilizers, for example, against denaturation, decay or inactivation, for example through physical influences, oxidation or proteolytic cleavage.
Eine Gruppe von Stabilisatoren sind reversible Proteaseinhibitoren, die bei Verdünnung des Mittels in der Waschflotte abdissozieren. Benzamidin-Hydrochlorid und Leupeptin sind für diesen Zweck etabliert. Häufig werden Borax, Borsäuren, Boronsäuren oder deren Salze oder Ester verwendet, darunter vor allem Derivate mit aromatischen Gruppen, etwa gemäß WO 95/12655A1 ortho-substituierte, gemäß WO 92/19707 A1 meta-substituierte und gemäß dem Patent US 5972873 para-substituierte Phenylboronsäuren, beziehungsweise deren Salze oder Ester. In den Anmeldungen WO 98/13460 A1 und EP 583534 B1 werden Peptidaldehyde, das heißt Oligopeptide mit reduziertem C-Terminus, und zwar solche aus 2 - 50 Monomeren, zur reversiblen Inhibierung von Wasch- und Reinigungsmittelproteasen offenbart. Zu den peptidischen reversiblen Proteaseinhibitoren gehört unter anderem Ovomucoid (WO 93/00418 A1). Beispielsweise mit der Anmeldung WO 00/01826 A2 werden spezifische, reversible Peptid-Inhibitoren für die Protease Subtilisin zur Verwendung in Protease-haltigen Mitteln offenbart, und mit WO 00/01831 A2 entsprechende Fusionsproteine aus Protease und Inhibitor.A group of stabilizers are reversible protease inhibitors which dissociate in the wash liquor when the agent is diluted. Benzamidine hydrochloride and leupeptin are established for this purpose. Borax, boric acids, boronic acids or their salts or esters are frequently used, including above all derivatives with aromatic groups, for example ortho-substituted in accordance with WO 95 / 12655A1, meta-substituted in accordance with WO 92/19707 A1 and para-substituted in accordance with the patent US 5972873 Phenylboronic acids, or their salts or esters. The applications WO 98/13460 A1 and EP 583534 B1 disclose peptide aldehydes, that is to say oligopeptides with a reduced C terminus, specifically those of 2-50 monomers, for the reversible inhibition of detergent and cleaning agent proteases. The peptidic reversible protease inhibitors include ovomucoid (WO 93/00418 A1). For example, the application WO 00/01826 A2 discloses specific, reversible peptide inhibitors for the protease subtilisin for use in agents containing proteases, and WO 00/01831 A2 corresponding fusion proteins of protease and inhibitor.
Weitere Enzymstabilisatoren sind Aminoalkohole wie Mono-, Di-, Triethanol- und - propanolamin und deren Mischungen, aliphatische Carbonsäuren bis zu C12, wie beispielsweise aus den Anmeldungen EP 378261 B1 und WO 97/05227 A1 bekannt ist, wie Bernsteinsäure, andere Dicarbonsäuren oder Salze der genannten Säuren. Mit der Anmeldung DE 19650537 A1 werden für diesen Zweck endgruppenverschlossene Fettsäureamidalkoxylate offenbart. Bestimmte als Builder eingesetzte organische Säuren vermögen, wie in WO 97/18287 A1 offenbart, zusätzlich ein enthaltenes Enzym zu stabilisieren.Further enzyme stabilizers are amino alcohols such as mono-, di-, triethanol- and - propanolamine and their mixtures, aliphatic carboxylic acids up to C 12 , as is known for example from the applications EP 378261 B1 and WO 97/05227 A1, such as succinic acid, other dicarboxylic acids or Salts of the acids mentioned. The application DE 19650537 A1 discloses end group-capped fatty acid amide alkoxylates for this purpose. Certain organic acids used as builders, as disclosed in WO 97/18287 A1, can additionally stabilize an enzyme contained.
Niedere aliphatische Alkohole, vor allem aber Polyole, wie beispielsweise Glycerin, Ethylenglykol, Propylenglykol oder Sorbit sind weitere häufig eingesetzte Enzymstabilisatoren. Ebenso werden Calciumsalze verwendet, wie beispielsweise Caiciumacetat oder das in der Patentschrift EP 028865 B2 für diesen Zweck offenbarte Calcium-Formiat, und Magnesiumsalze, etwa gemäß EP 378262 B1.Lower aliphatic alcohols, but above all polyols, such as, for example, glycerol, ethylene glycol, propylene glycol or sorbitol are further frequently used enzyme stabilizers. Calcium salts are also used, such as, for example, calcium acetate or the calcium formate disclosed for this purpose in the patent EP 028865 B2, and magnesium salts, for example according to EP 378262 B1.
Polyamid-Oligomere (WO 99/43780 A1) oder polymere Verbindungen wie Lignin (WO 97/00932 A1), wasserlösliche Vinyl-Copolymere (EP 828762 B1) oder, wie in EP 702712 B1 offenbart, Cellulose-Ether, Acryl-Polymere und/oder Polyamide stabilisieren die Enzym-Präparation u. a. gegenüber physikalischen Einflüssen oder pH- Wert-Schwankungen. Polyamin-N-Oxid-enthaltende Polymere (EP 587550 B1 und EP 581751 B1) wirken gleichzeitig als Enzymstabilisatoren und als Farbübertragungsinhibitoren. Andere polymere Stabilisatoren sind die in WO 97/05227 A1 neben anderen Bestandteilen offenbarten linearen C8-C18 Polyoxyalkylene. Alkylpolyglycoside könnten wie in den Anmeldungen WO 97/43377 A1 und WO 98/45396 A1 die enzymatischen Komponenten des erfindungsgemäßen Mittels stabilisieren und sogar in ihrer Leistung steigern. Vernetzte N-haltige Verbindungen, wie in WO 98/17764 A1 offenbart, erfüllen eine Doppelfunktion als Soil-release-Agentien und als Enzym-Stabilisatoren. Hydrophobes, nichtionisches Polymer wirkt in einer Mischung mit anderen Stabilisatoren gemäß der Anmeldung WO 97/32958 A1 stabilisierend auf eine Cellulase, so daß sich solche oder ähnliche Bestandteile auch für das erfindungswesentliche Enzym eignen könnten.Polyamide oligomers (WO 99/43780 A1) or polymeric compounds such as lignin (WO 97/00932 A1), water-soluble vinyl copolymers (EP 828762 B1) or, as disclosed in EP 702712 B1, cellulose ethers, acrylic polymers and / or polyamides stabilize the enzyme preparation against physical influences or pH fluctuations. Polymers containing polyamine N-oxide (EP 587550 B1 and EP 581751 B1) act simultaneously as enzyme stabilizers and as Dye transfer inhibitors. Other polymeric stabilizers are the linear C 8 -C 18 polyoxyalkylenes disclosed in WO 97/05227 A1 in addition to other constituents. As in the applications WO 97/43377 A1 and WO 98/45396 A1, alkylpolyglycosides could stabilize the enzymatic components of the agent according to the invention and even increase their performance. Crosslinked N-containing compounds, as disclosed in WO 98/17764 A1, fulfill a double function as soil release agents and as enzyme stabilizers. Hydrophobic, nonionic polymer in a mixture with other stabilizers according to the application WO 97/32958 A1 has a stabilizing effect on a cellulase, so that such or similar components could also be suitable for the enzyme essential to the invention.
Reduktionsmittel und Antioxidantien erhöhen, wie unter anderem in EP 780466 A1 offenbart, die Stabilität der Enzyme gegenüber oxidativem Zerfall. Schwefelhaltige Reduktionsmittel sind beispielsweise aus den Patentschriften EP 080748 B1 und EP 080223 B1 bekannt. Andere Beispiele sind Natrium-Sulfit (EP 533239 B1) und reduzierende Zucker (EP 656058 B1).Reducing agents and antioxidants, as disclosed inter alia in EP 780466 A1, increase the stability of the enzymes against oxidative decomposition. Sulfur-containing reducing agents are known, for example, from the patents EP 080748 B1 and EP 080223 B1. Other examples are sodium sulfite (EP 533239 B1) and reducing sugars (EP 656058 B1).
Vielfach werden auch Kombinatonen von Stabilisatoren verwendet, beispielsweise aus Polyolen, Borsäure und/oder Borax in der Anmeldung WO 96/31589 A1 , die Kombination von Borsäure oder Borat, reduzierenden Salzen und Bernsteinsäure oder anderen Dicarbonsäuren in der Anmeldung EP 126505 B1 oder die Kombination von Borsäure oder Borat mit Polyolen oder Polyaminoverbindungen und mit reduzierenden Salzen, wie in EP 080223 B1 offenbart. Die Wirkung von Peptid-Aldehyd-Stabilisatoren wird gemäß WO 98/13462 A1 durch die Kombination mit Borsäure und/oder Borsäurederivaten und Polyolen gesteigert und gemäß WO 98/13459 A1 durch die zusätzliche Verwendung von Calcium-Ionen noch weiter verstärkt.Combinations of stabilizers are also often used, for example made of polyols, boric acid and / or borax in the application WO 96/31589 A1, the combination of boric acid or borate, reducing salts and succinic acid or other dicarboxylic acids in the application EP 126505 B1 or the combination of Boric acid or borate with polyols or polyamino compounds and with reducing salts, as disclosed in EP 080223 B1. According to WO 98/13462 A1, the action of peptide-aldehyde stabilizers is increased by the combination with boric acid and / or boric acid derivatives and polyols and, according to WO 98/13459 A1, is further increased by the additional use of calcium ions.
Mittel mit stabilisierten Enzymaktivitäten stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Besonders bevorzugt sind solche mit Enzymen, die auf mehrere der dargestellten Weisen stabilisiert sind.Agents with stabilized enzyme activities are preferred embodiments of the present invention. Particularly preferred are those with enzymes which are stabilized in several of the ways shown.
Da erfindungsgemäße Mittel in allen denkbaren Formen angeboten werden können, stellen erfindungsgemäße Enzyme, beziehungsweise Proteine in allen für die Zugabe zu den jeweiligen Mitteln zweckmäßigen Formulierungen jeweilige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dazu gehören beispielsweise flüssige Formulierungen, feste Granulate oder Kapseln.Since agents according to the invention can be offered in all conceivable forms, enzymes according to the invention or proteins in all formulations expedient for addition to the respective agents represent respective embodiments of the present invention. These include, for example, liquid formulations, solid granules or capsules.
Die verkapselte Form bietet sich an, um die Enzyme oder andere Inhaltsstoffe vor anderen Bestandteilen, wie beispielsweise Bleichmitteln, zu schützen oder um eine kontrollierte Freisetzung (controlled release) zu ermöglichen. Je nach der Größe dieser Kapseln wird nach Milli-, Mikro- und Nanokapseln unterschieden, wobei Mikrokapseln für Enzyme besonders bevorzugt sind. Solche Kapseln werden beispielsweise mit den Patentanmeldungen WO 97/24177 A1 und DE 19918267 A1 offenbart. Eine mögliche Verkapselungsmethode besteht darin, daß die Proteine, ausgehend von einer Mischung der Proteinlösung mit einer Lösung oder Suspension von Stärke oder einem Stärkederivat, in dieser Substanz verkapselt werden. Ein solches Verkapselungsverfahren wird mit der Anmeldung WO 01/38471 A1 mit dem Titel „Verfahren zur Herstellung von mikro verkapselten Enzymen" beschrieben.The encapsulated form lends itself to protect the enzymes or other ingredients from other constituents, such as bleaching agents, or to enable controlled release. Depending on the size of these capsules, a distinction is made between milli, micro and nanocapsules, microcapsules for enzymes being particularly preferred. Such capsules are disclosed, for example, in patent applications WO 97/24177 A1 and DE 19918267 A1. One possible encapsulation method is that the proteins, starting from a mixture of the protein solution with a solution or suspension of starch or a starch derivative, are encapsulated in this substance. Such an encapsulation process is described in the application WO 01/38471 A1 with the title “Process for the Production of Microencapsulated Enzymes”.
Im Fall fester Mittel können die Proteine beispielsweise in getrockneter, granulierter und/oder verkapselter Form eingesetzt werden. Sie können separat, das heißt als eigene Phase, oder mit anderen Bestandteilen zusammen in derselben Phase, mit oder ohne Kompaktierung zugesetzt werden. Sollen mikroverkapselte Enzyme in fester Form verarbeitet werden, so kann das Wasser mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren aus den sich aus der Aufarbeitung ergebenden wäßrigen Lösungen entfernt werden, wie Sprühtrocknung, Abzentrifugieren oder durch Umsolubilisieren. Die auf diese Weise erhaltenen Teilchen haben üblicherweise eine Teilchengröße zwischen 50 und 200 μm.In the case of solid agents, the proteins can be used, for example, in dried, granulated and / or encapsulated form. They can be added separately, that is as a separate phase, or with other constituents together in the same phase, with or without compacting. If microencapsulated enzymes are to be processed in solid form, the water can be removed from the aqueous solutions resulting from the workup, such as spray drying, centrifuging or by re-solubilization, using methods known from the prior art. The particles obtained in this way usually have a particle size between 50 and 200 μm.
Flüssigen, gelförmigen oder pastösen erfindungsgemäßen Mitteln können die Enzyme, und auch das erfindungsgemäße Protein ausgehend von einer nach dem Stand der Technik durchgeführten Proteingewinnung und Präparation in konzentrierter wäßriger oder nichtwäßriger Lösung, Suspension oder Emulsion zugesetzt werden, aber auch in Gelform oder verkapselt oder als getrocknetes Pulver. Derartige erfindungsgemäße Wasch- oder Reinigungsmittel werden in der Regel durch einfaches Mischen der Inhaltsstoffe hergestellt, die in Substanz oder als Lösung in einen automatischen Mischer gegeben werden können. Neben der primären Waschleistung können die in Waschmitteln enthaltenen Proteasen ferner die Funktion erfüllen, andere enzymatische Bestandteile durch proteolytische Spaltung zu aktivieren oder nach entsprechender Einwirkzeit zu inaktivieren. Vergleichbare regulatorische Funktionen sind auch über das erfindungsgemäße Enzym möglich. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind ferner solche Mittel mit Kapseln aus proteasesensitivem Material, welche beispielsweise von erfindungsgemäßen Proteinen zu einem beabsichtigten Zeitpunkt hydrolysiert werden und ihren Inhalt freisetzen. Ein vergleichbarer Effekt kann auch bei anderen mehrphasigen Mitteln erzielt werden.The enzymes, and also the protein according to the invention, can be added to liquid, gel-like or pasty agents according to the invention, starting from a protein recovery and preparation carried out according to the prior art in concentrated aqueous or non-aqueous solution, suspension or emulsion, but also in gel form or encapsulated or as dried Powder. Such washing or cleaning agents according to the invention are generally produced by simply mixing the ingredients, which can be added in bulk or as a solution to an automatic mixer. In addition to the primary washing performance, the proteases contained in detergents can also fulfill the function of activating other enzymatic constituents by proteolytic cleavage or inactivating them after a corresponding exposure time. Comparable regulatory functions are also possible via the enzyme according to the invention. An embodiment of the present invention is furthermore those compositions with capsules made of protease-sensitive material which, for example, are hydrolyzed by proteins according to the invention at an intended point in time and release their content. A comparable effect can also be achieved with other multiphase agents.
Eine weitere Ausführungsform stellen Mittel zur Behandlung von Textilrohstoffen oder zur Textilpflege dar, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie allein oder neben anderen aktiven Inhaltsstoffen eines der oben bezeichneten proteolytischen Enzyme enthalten, insbesondere für Fasern oder Textilien mit natürlichen Bestandteilen und ganz besonders für solche mit Wolle oder Seide.A further embodiment are agents for the treatment of textile raw materials or for textile care, which are characterized in that they contain, alone or in addition to other active ingredients, one of the proteolytic enzymes described above, in particular for fibers or textiles with natural constituents and very particularly for those with wool or silk.
Denn insbesondere natürliche Fasern, wie beispielsweise Wolle oder Seide, zeichnen sich durch eine charakteristische, mikroskopische Oberflächenstruktur aus. Diese kann, wie am Beispiel der Wolle im Artikel von R. Breier in Melliand Textilberichte vom 1.4.2000 (S. 263) ausgeführt worden ist, langfristig zu unerwünschten Effekten, wie etwa Verfilzung führen. Zur Vermeidung solcher Effekte werden die natürlichen Rohstoffe mit erfindungsgemäßen Mitteln behandelt, welche beispielsweise dazu beitragen, die auf Proteinstrukturen beruhende geschuppte Oberflächenstruktur zu glätten und damit einem Verfilzen entgegenwirken. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform stellen derartige Mittel für Fasern oder Textilien mit natürlichen Bestandteilen und ganz besonders mit Wolle oder Seide dar.Because especially natural fibers, such as wool or silk, are characterized by a characteristic, microscopic surface structure. As explained in the example of wool in the article by R. Breier in Melliand textile reports from 1.4.2000 (p. 263), this can lead to undesirable effects such as matting in the long term. To avoid such effects, the natural raw materials are treated with agents according to the invention which, for example, help to smooth the flaky surface structure based on protein structures and thus counteract felting. A particularly preferred embodiment is represented by such agents for fibers or textiles with natural components and very particularly with wool or silk.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Mittel mit einer erfindungsgemäßen Protease so konzipiert, daß es regelmäßig als Pflegemittel verwendet werden kann, beispielsweise indem es dem Waschprozeß zugesetzt, nach dem Waschen angewendet oder unabhängig von dem Waschen appliziert wird. Der gewünschte Effekt besteht darin, eine glatte Oberflächenstruktur des Textils zu erhalten und/oder Schädigungen des Gewebes vorzubeugen und/oder zu verringern. Einen eigenen Erfindungsgegenstand stellen Verfahren zur maschinellen Reinigung von Textilien oder von harten Oberflächen dar, die dadurch gekennzeichnet sind, daß in wenigstens einem der Verfahrensschritte ein erfindungsgemäßes proteolytisches Enzym aktiv wird.In a preferred embodiment, the agent with a protease according to the invention is designed so that it can be used regularly as a care agent, for example by adding it to the washing process, applying it after washing or applying it independently of the washing. The desired effect is to maintain a smooth surface structure of the textile and / or to prevent and / or reduce damage to the fabric. A separate subject of the invention are processes for the mechanical cleaning of textiles or hard surfaces, which are characterized in that a proteolytic enzyme according to the invention becomes active in at least one of the process steps.
Verfahren zur maschinellen Reinigung von Textilien zeichnen sich im allgemeinen dadurch aus, daß in mehreren Verfahrensschritten verschiedene reinigungsaktive Substanzen auf das Reinigungsgut aufgebracht und nach der Einwirkzeit abgewaschen werden, oder daß das Reinigungsgut in sonstiger Weise mit einem Reinigungsmittel oder einer Lösung dieses Mittels behandelt wird. Das gleiche gilt für Verfahren zur maschinellen Reinigung von allen anderen Materialien als Textilien, welche unter dem Begriff harte Oberflächen zusammengefaßt werden. Derartige Verfahren können in wenigstens einem der Verfahrensschritte um erfindungsgemäße Proteine bereichert werden, und stellen dann Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.Processes for the mechanical cleaning of textiles are generally distinguished by the fact that various cleaning-active substances are applied to the items to be cleaned and washed off after the contact time in a number of process steps, or the items to be treated are treated in some other way with a cleaning agent or a solution of this agent. The same applies to processes for the mechanical cleaning of all materials other than textiles, which are summarized under the term hard surfaces. Such methods can be enriched with proteins according to the invention in at least one of the method steps, and then represent embodiments of the present invention.
Bevorzugt sind Verfahren, bei denen ein erfindungsgemäßes Enzym in einer Menge von 40 μg bis 4 g und zunehmend bevorzugt von 50 μg bis 3 g, von 100 μg bis 2 g von 200 μg bis 1 g und besonders bevorzugt von 400 μg bis 400 mg pro Anwendung eingesetzt wird.Preferred are methods in which an enzyme according to the invention in an amount of 40 μg to 4 g and increasingly preferably from 50 μg to 3 g, from 100 μg to 2 g from 200 μg to 1 g and particularly preferably from 400 μg to 400 mg per Application is used.
Da das erfindungsgemäße Enzym natürlicherweise bereits eine proteinauflösende Aktivität besitzt und diese auch in Medien entfaltet, die sonst keine Reinigungskraft besitzen, wie beispielsweise in bloßem Puffer, kann ein einzelner Teilschritt eines solchen Verfahrens zur maschinellen Reinigung von Textilien darin bestehen, daß gewünschtenfalls neben stabilisierenden Verbindungen, Salzen oder Puffersubstanzen als einzige reinigungsaktive Komponente das erfindungsgemäße Enzym aufgebracht wird. Dies stellt eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.Since the enzyme according to the invention naturally already has a protein-dissolving activity and also develops this in media which otherwise have no cleaning power, such as, for example, in a mere buffer, a single sub-step of such a method for machine cleaning of textiles can consist, if desired, in addition to stabilizing compounds, The enzyme according to the invention is applied as the only cleaning-active component to salts or buffer substances. This represents a particularly preferred embodiment of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstand stellen Verfahren zur Behandlung von Textilrohstoffen oder zur Textilpflege dar, die dadurch gekennzeichnet sind, daß in wenigstens einem der Verfahrensschritte ein erfindungsgemäßes proteolytisches Enzym aktiv wird. Es kann sich dabei beispielsweise um Verfahren handeln, in denen Materialien zur Verarbeitung in Textilien vorbereitet werden, etwa zur Antifilzausrüstung, oder beispielsweise um Verfahren, welche die Reinigung getragener Textilien um eine pflegende Komponente bereichern. Wegen der oben beschriebenen Wirkung von Proteasen auf bestimmte Gewebe handelt es sich in bevorzugten Ausführungsformen um Textilrohstoffe oder Textilien mit natürlichen Bestandteilen, insbesondere mit Wolle oder Seide.Preferred embodiments of this subject matter of the invention are processes for treating textile raw materials or for textile care, which are characterized in that a proteolytic enzyme according to the invention becomes active in at least one of the process steps. This can be, for example, processes in which materials are prepared for processing in textiles, for example for anti-felt finishing, or processes, for example, which are more suitable for cleaning Enrich textiles with a nourishing component. Because of the effect of proteases on certain tissues described above, preferred embodiments are textile raw materials or textiles with natural components, in particular with wool or silk.
Einen eigenen Erfindungsgegenstand stellt die Verwendung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms zur Reinigung von Textilien oder von harten Oberflächen dar. Denn erfindungsgemäße Enzyme können, insbesondere entsprechend den oben beschriebenen Verfahren dazu verwendet werden, um von Textilien oder von harten Oberflächen proteinhaltige Verunreinigungen zu beseitigen. Um bevorzugte Ausführungsformen handelt es sich bei der Verwendung außerhalb eines maschinellen Verfahrens, beispielsweise bei der Handwäsche oder bei der manuellen Entfernung von Flecken von Textilien oder von harten Oberflächen.A separate subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for cleaning textiles or hard surfaces. This is because enzymes according to the invention can be used, in particular in accordance with the processes described above, to remove protein-containing impurities from textiles or hard surfaces. Preferred embodiments are the use outside of a mechanical process, for example hand washing or the manual removal of stains from textiles or hard surfaces.
Bevorzugt ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Enzyms in einer Menge von 40 μg bis 4 g und zunehmend bevorzugt von 50 μg bis 3 g, von 100 μg bis 2 g von 200 μg bis 1 g und besonders bevorzugt von 400 μg bis 400 mg pro Anwendung.It is preferred to use an enzyme according to the invention in an amount of 40 μg to 4 g and increasingly preferably from 50 μg to 3 g, from 100 μg to 2 g from 200 μg to 1 g and particularly preferably from 400 μg to 400 mg per application.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstands stellt die Verwendung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms zur Aktivierung oder Deaktivierung von Inhaltsstoffen von Wasch- oder Reinigungsmitteln dar. Denn, wie bekannt ist, können Protein-Bestandteile von Wasch- oder Reinigungsmitteln durch das Einwirken einer Protease inaktiviert werden. Diesen ansonsten eher unerwünschten Effekt gezielt einzusetzen, ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Ebenso ist es möglich, daß durch Proteolyse eine andere Komponente erst aktiviert wird, etwa, wenn sie ein Hybridprotein aus dem eigentlichen Enzym und dem dazu passenden Inhibitor darstellt, wie dies beispielsweise in der Anmeldung WO 00/01831 A2 offenbart worden ist. Ein anderes Beispiel für eine solche Regulation ist die, bei der eine aktive Komponente zum Schutz oder zur Kontrolle seiner Aktivität in einem Material verkapselt vorliegt, das durch Proteolyse angegriffen wird. Erfindungsgemäße Proteine können somit zu Inaktivierungs-, Aktivierungs- oder Freisetzungsreaktionen verwendet werden.A preferred embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for activating or deactivating ingredients of washing or cleaning agents. Because, as is known, protein components of washing or cleaning agents can be inactivated by the action of a protease. The present invention relates to using this otherwise rather undesirable effect in a targeted manner. It is also possible that another component is only activated by proteolysis, for example if it is a hybrid protein from the actual enzyme and the corresponding inhibitor, as has been disclosed, for example, in the application WO 00/01831 A2. Another example of such a regulation is one in which an active component for protecting or controlling its activity is encapsulated in a material which is attacked by proteolysis. Proteins according to the invention can thus be used for inactivation, activation or release reactions.
Im folgenden werden allen anderen, außerhalb der Wasch- und Reinigungsproblematik angesiedelten technischen Verfahren, Verwendungen und zugehörigen Mittel ungeachtet ihrer Diversität zu einem Erfindungsgegenstand zusammengefaßt, sofern sie durch ein erfindungsgemäßes Protein gekennzeichnet sind. Diese Zusammenstellung ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern stellt die wichtigsten, derzeit zu erkennenden Einsatzmöglichkeiten erfindungsgemäßer Proteasen zusammen. Sollte sich herausstellen, daß weitere technische Gebiete durch den Einsatz erfindungsgemäßer Proteasen weiterentwickelt werden können, so sind diese in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.In the following, all other technical processes, uses and associated means located outside of the washing and cleaning problem, regardless of their diversity, are combined to form an object of the invention, provided that they are represented by a protein according to the invention are characterized. This compilation is not to be understood as a final list, but rather compiles the most important uses of proteases according to the invention that are currently to be recognized. If it turns out that further technical fields can be further developed through the use of proteases according to the invention, then these are included in the scope of protection of the present invention.
Eine Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstands stellt die Verwendung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms zur biochemischen oder molekularbiologischen Analyse, insbesondere im Rahmen eines enzymatischen Analyseverfahrens dar. Erfindungsgemäß und nach Römpp, „Lexikon Chemie" (Version 2.0, Stuttgart/ New York: Georg Thieme Verlag, 1999) wird unter der enzymatischen Analyse jede biochemische Analytik verstanden, die sich spezifischer Enzyme oder Substrate bedient, um einerseits Substrate in ihrer Identität oder ihrer Konzentration oder andererseits Enzyme in Identität oder Aktivität zu bestimmen. Anwendungsgebiete sind alle mit der Biochemie verwandten Arbeitsgebiete. Eine bevorzugte Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstands stellt die Verwendung zur Endgruppenbestimmung im Rahmen einer Sequenzanalyse dar.One embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for biochemical or molecular biological analysis, in particular in the context of an enzymatic analysis method. According to the invention and according to Römpp, "Lexikon Chemie" (Version 2.0, Stuttgart / New York: Georg Thieme Verlag, 1999) enzymatic analysis is understood to mean any biochemical analysis which uses specific enzymes or substrates in order to determine substrates in their identity or their concentration on the one hand or enzymes in identity or activity on the other hand.Areas of application are all fields of work related to biochemistry.A preferred embodiment of this subject of the invention shows the use for end group determination in the context of a sequence analysis.
Eine weitere Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstands stellt die Verwendung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms zur Präparation, Reinigung oder Synthese von Naturstoffen oder biologischen Wertstoffen dar. So kann es im Verlauf der Aufreinigung von Naturstoffen oder biologischen Wertstoffen beispielsweise notwendig sein, diese von Proteinverunreinigungen zu befreien. Dabei kann es sich beispielweise um niedermolekulare Verbindungen, um alle Zellinhalts- oder Speicherstoffe oder um Proteine handeln. Dies ist sowohl im Labormaßstab, als auch in großtechnischer Dimension, beispielsweise nach der biotechnologischen Herstellung eines Wertstoffes durchführbar.Another embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for the preparation, purification or synthesis of natural substances or biological valuable substances. For example, in the course of the purification of natural substances or biological valuable substances it may be necessary to free them of protein impurities. These can be, for example, low molecular weight compounds, all cell contents or storage substances or proteins. This can be carried out both on a laboratory scale and on an industrial scale, for example after the biotechnological production of a valuable substance.
Die Verwendung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms zur Synthese von Proteinen oder anderen niedermolekularen chemischen Verbindungen geschieht in Umkehrung der von ihnen natürlicherweise katalysierten Reaktion, beispielsweise dann, wenn Proteinfragmente miteinander verknüpft werden oder an eine nicht überwiegend aus Protein bestehende Verbindung Aminosäuren gebunden werden sollen. Derartige Verwendungsmöglichkeiten werden beispielsweise in der Anmeldung EP 380362 A1 vorgestellt.The use of a proteolytic enzyme according to the invention for the synthesis of proteins or other low-molecular chemical compounds occurs in reverse of the reaction which they naturally catalyze, for example when protein fragments are to be linked to one another or amino acids are to be bound to a compound which is not predominantly composed of protein. such Possible uses are presented for example in the application EP 380362 A1.
Eine weitere Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstands stellt die Verwendung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms zur Behandlung von natürlichen Rohstoffen dar, wenn diese von Protein-Verunreinigungen befreit werden sollen. Hierunter sind in erster Linie nicht-mikrobiologisch zu erhaltende Rohstoffe, etwa aus der Landwirtschaft zu verstehen.A further embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for the treatment of natural raw materials when these are to be freed from protein impurities. This primarily includes raw materials that cannot be obtained microbiologically, e.g. from agriculture.
Eine bevorzugte Ausführungsform stellt die Verwendung zur Oberflächenbehandlung, und ganz besonders in einem Verfahren zur Behandlung des wirtschaftlich bedeutenden Rohstoffs Leder dar. So werden im Verlauf des Gerbverfahrens, inbesondere im Schritt der Alkalischen Weiche (Römpp, „Lexikon Chemie", Version 2.0, Stuttgart/ New York: Georg Thieme Verlag, 1999) wasserlösliche Proteine mithilfe proteolytischer Enzyme aus dem Hautmaterial herausgelöst. Hierfür eignen sich, insbesondere wenn Alkalische Bedingungen herrschen und denaturierende Agentien anwesend sind, erfindungsgemäße Proteasen.A preferred embodiment is the use for surface treatment, and very particularly in a process for treating the economically important raw material leather. In the course of the tanning process, in particular in the step of the alkaline switch (Römpp, "Lexikon Chemie", Version 2.0, Stuttgart / New York: Georg Thieme Verlag, 1999) water-soluble proteins are extracted from the skin material using proteolytic enzymes, for which proteases according to the invention are suitable, in particular if alkaline conditions prevail and denaturing agents are present.
Eine weitere Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstands stellt die Verwendung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms zur Gewinnung oder Behandlung von Rohmaterialien oder Zwischenprodukten in der Textilherstellung dar. Ein Beispiel dafür ist die Aufarbeitung von Baumwolle, die in einem als Schlichten bezeichneten Prozeß von den Kapselbestandteilen befreit werden muß; ein anderes die Behandlung von Wolle; ähnlich gestaltet sich auch die Verarbeitung von Rohseide. Enzymatische Verfahren sind vergleichbaren chemischen Verfahren besonders hinsichtlich ihrer Umweltverträglickeit überlegen.Another embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for the production or treatment of raw materials or intermediates in textile production. An example of this is the processing of cotton, which has to be freed from the capsule components in a process called sizing; another is the treatment of wool; The processing of raw silk is similar. Enzymatic processes are superior to comparable chemical processes, particularly with regard to their environmental compatibility.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden erfindungsgemäße Proteine dazu verwendet, um Schutzschichten von Textilien, insbesondere Zwischenprodukten oder Werkstoffen zu entfernen oder ihre Oberfläche zu glätten, bevor sie in einem nachfolgenden Verarbeitungsschritt weiterbearbeitet werden.In a preferred embodiment, proteins according to the invention are used to remove protective layers from textiles, in particular intermediate products or materials, or to smooth their surface before they are further processed in a subsequent processing step.
Eine weitere Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstands stellt die Verwendung eines erfindungsgemäßen Proteins zur Behandlung von Textilrohstoffen oder zur Textilpflege dar, insbesondere zur Oberflächenbehandlung von Wolle oder Seide oder woll- oder seidenhaltigen Mischtextilien. Dies gilt sowohl für die Herstellung für derartige Textilien, als auch für die Pflege während des Gebrauchs, beispielsweise im Zusammenhang mit der Textilreinigung (siehe oben).Another embodiment of this subject of the invention is the use of a protein according to the invention for the treatment of textile raw materials or for textile care, in particular for the surface treatment of wool or silk or mixed textiles containing wool or silk. This applies both to the manufacture of such textiles and to care during use, for example in connection with textile cleaning (see above).
Eine weitere Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstands stellt die Verwendung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms zur Behandlung von photographischen Filmen dar, insbesondere zur Entfernung von gelatinhaltigen oder ähnlichen Schutzschichten. Denn mit solchen Schutzschichten, insbesondere solchen aus Silbersalz-haltigen Gelatin-Emulsionen werden Filme, wie beispielsweise Röntgenfilme beschichtet, welche nach der Belichtung vom Trägermaterial abgelöst werden müssen. Hierfür können insbesondere unter Alkalischen oder leicht denaturierenden Reaktionsbedingungen erfindungsgemäße Proteasen verwendet werden.Another embodiment of this subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for the treatment of photographic films, in particular for the removal of gelatin-containing or similar protective layers. This is because such protective layers, in particular those made of gelatin emulsions containing silver salt, are used to coat films, such as, for example, X-ray films, which have to be detached from the carrier material after exposure. Proteases according to the invention can be used for this, in particular under alkaline or slightly denaturing reaction conditions.
Einen eigenen Erfindungsgegenstand stellt die Verwendung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms zur Herstellung von Lebensmitteln oder von Futtermitteln dar. So werden Proteasen schon von alters her zur Lebensmittelherstellung verwendet. Ein Beispiel dafür ist die Verwendung von Lab für den Reifungsprozeß von Käse oder anderen Milchprodukten. Solche Prozesse können um ein erfindungsgemäßes Protein bereichert oder vollständig von ihm durchgeführt werden. Auch kohlenhydratreiche Lebensmittel oder Lebensmittelrohstoffe für Nicht-Ernährungszwecke, wie beispielsweise Mehl oder Dextrin, können mit entsprechenden Proteasen behandelt werden, um sie von begleitenden Proteinen zu befreien. Auch für solche Anwendungen ist eine erfindungsgemäße Protease geeignet, insbesondere dann, wenn sie unter alkalischen oder leicht denaturierenden Bedingungen durchgeführt werden sollen.A separate subject of the invention is the use of a proteolytic enzyme according to the invention for the production of food or feed. Thus, proteases have been used for the production of food since ancient times. An example of this is the use of rennet for the ripening process of cheese or other dairy products. Such processes can be enriched with a protein according to the invention or can be carried out entirely by it. Carbohydrate-rich foods or food raw materials for non-nutritional purposes, such as flour or dextrin, can also be treated with appropriate proteases in order to rid them of accompanying proteins. A protease according to the invention is also suitable for such applications, in particular if it is to be carried out under alkaline or slightly denaturing conditions.
Entsprechendes gilt für die Futtermittelherstellung. Hier kann es neben einer vollständigen Befreiung von Proteinen auch von Interesse sein, die proteinhaltigen Ausgangsstoffe oder Stoffgemische mit Proteasen lediglich kurze Zeit zu behandeln, um sie für die Haustiere leichter verdaulich zu machen.The same applies to the production of animal feed. In addition to a complete liberation of proteins, it may also be of interest here to treat the protein-containing starting materials or mixtures of substances with proteases only for a short time in order to make them easier for the pets to digest.
In einer weitere Ausführungsform dieses Erfindungsgegenstands können erfindungsgemäße Proteine für kosmetische Zwecke eingesetzt werden. Beansprucht werden also kosmetische Mittel mit einem erfindungsgemäßen proteolytischen Enzym, kosmetische Verfahren unter Einbeziehung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms und die Verwendung eines erfindungsgemäßen proteolytischen Enzyms zu kosmetischen Zwecken, insbesondere im Rahmen entsprechender Verfahren oder in entsprechenden Mitteln.In a further embodiment of this subject of the invention, proteins according to the invention can be used for cosmetic purposes. Cosmetic agents with a proteolytic enzyme according to the invention are thus claimed, cosmetic processes involving a proteolytic enzyme according to the invention Enzyme and the use of a proteolytic enzyme according to the invention for cosmetic purposes, in particular in the context of corresponding processes or in appropriate agents.
Denn Proteasen spielen auch im Zeilerneuerungsprozeß der menschlichen Haut (Desquamation) eine entscheidende Rolle (T. Egelrud et a\., Acta Der/77. Venerol., Band T\_ (1991), S. 471-474). Dementsprechend werden Proteasen auch als bioaktive Komponenten in Hautpflegemitteln verwendet, um den Abbau der in trockener Haut vermehrten Desmosomenstrukturen zu unterstützen, beispielsweise gemäß der Anmeldungen WO 95/07688 A1 oder WO 99/18219 A1. Der Einsatz von Subtilisin- Proteasen, insbesondere den bereits beschriebenen B. /en us-Alkalische Protease- Varianten für kosmetische Zwecke wird beispielsweise in WO 97/07770 A1 beschrieben. Auch erfindungsgemäße Proteasen, insbesondere solche, die etwa nach Mutagenese oder durch Zugabe entsprechender, mit ihnen wechselwirkender Stoffe in ihrer Aktivität kontrolliert sind, eignen sich als aktive Komponenten in Haut- oder Haar-Reinigungsoder Pflegemitteln. Besonders bevorzugt sind solche Präparationen dieser Enzyme, die wie oben beschrieben, beispielsweise durch Kopplung an makromolekulare Träger (vergleiche US-Patent 5230891) stabilisiert und/oder durch Punktmutationen an hochallergenen Positionen derivatisiert sind, so daß sie für den Menschen eine höhere Hautverträglichkeit aufweisen.Because proteases also play a crucial role in the cell renewal process of human skin (desquamation) (T. Egelrud et a \., Acta Der / 77. Venerol., Volume T \ _ (1991), pp. 471-474). Accordingly, proteases are also used as bioactive components in skin care products in order to support the breakdown of the desmosome structures which are increased in dry skin, for example according to the applications WO 95/07688 A1 or WO 99/18219 A1. The use of subtilisin proteases, in particular the B. / en us alkaline protease variants already described for cosmetic purposes is described, for example, in WO 97/07770 A1. Proteases according to the invention, in particular those whose activity is controlled, for example after mutagenesis or by adding appropriate substances which interact with them, are also suitable as active components in skin or hair cleansing or care products. Particularly preferred are preparations of these enzymes which are stabilized as described above, for example by coupling to macromolecular carriers (see US Pat. No. 5,230,891) and / or derivatized by point mutations at highly allergenic positions, so that they are more tolerable to humans by humans.
Dementsprechend wird auch die Verwendung derartiger proteolytischer Enzyme zu kosmetischen Zwecken in diesen Erfindungsgegenstand einbezogen, insbesondere in entsprechenden Mitteln, wie beispielsweise Shampoos, Seifen oder Waschlotionen, oder in Pflegemitteln, die beispielsweise in Form von Cremes angeboten werden. Auch die Verwendung in einem schälenden Arzneimittel ist in diesen Anspruch eingeschlossen. Accordingly, the use of such proteolytic enzymes for cosmetic purposes is also included in this subject of the invention, in particular in appropriate agents, such as shampoos, soaps or washing lotions, or in care products which are offered, for example, in the form of creams. Use in a peeling medicine is also included in this claim.
BeispieleExamples
Beispiel 1example 1
Erzeugung der erfindungsgemäßen ProteasenGeneration of the proteases according to the invention
Alle molekularbiologischen Arbeitsschritte folgen Standardmethoden, wie sie beispielsweise in dem Handbuch von Fritsch, Sambrook und Maniatis „Molecular cloning: a laboratory manual", Cold Spring Harbour Laboratory Press, New York, 1989, oder in der internationalen Patentanmeldung WO 92/21760 A1 angegeben sind.All molecular biological work steps follow standard methods, such as those specified in the manual by Fritsch, Sambrook and Maniatis "Molecular cloning: a laboratory manual", Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1989, or in the international patent application WO 92/21760 A1 ,
Konstruktion des MutagenesevektorsConstruction of the mutagenesis vector
Die Mutagenese wurde ausgehend von der Proteasevariante ß. /enfr/s-Alkalische Protease M131 durchgeführt. Diese Variante ist in WO 92/21760 A1 beschrieben und der sie bildende Stamm gemäß dieser Anmeldung unter der Bezeichnung Bacillus licheniformis ATCC 68614 bei der American Type Culture Collection, Rockville, MD, USA, hinterlegt worden. In diesem Stamm ist auf dem in Bacillus replizierenden Plasmid pCB56M131 das Gen in einer Expressionskassette enthalten, bestehend aus dem Promotor, der Ribosomenbindungsstelle sowie dem ATG-Start-Codon und den 22 aminoterminalen Aminosäuren der alkalischen Protease aus Bacillus licheniformis ATCC 53926, fusioniert mit dem Prä-Pro-Protein und der mutierten Sequenz der Bacillus lentus DSM 5483-Alkalischen Protease. Die Variante ß. /enuvs-AIkalische Protease M131 weist die folgenden Mutationen verglichen mit der nativen Sequenz auf: S3T, V4I, A188P, V193M, V199I.The mutagenesis was based on the protease variant ß. / enfr / s-Alkaline protease M131 performed. This variant is described in WO 92/21760 A1 and the strain forming it according to this application was deposited under the name Bacillus licheniformis ATCC 68614 with the American Type Culture Collection, Rockville, MD, USA. In this strain, the gene on the plasmid pCB56M131 replicating in Bacillus is contained in an expression cassette consisting of the promoter, the ribosome binding site and the ATG start codon and the 22 amino terminal amino acids of the alkaline protease from Bacillus licheniformis ATCC 53926, fused with the pre -Pro protein and the mutated sequence of the Bacillus lentus DSM 5483-Alkaline protease. The variant ß. / enuvs alkaline protease M131 has the following mutations compared to the native sequence: S3T, V4I, A188P, V193M, V199I.
Zur Mutagenese wurde die gesamte Expressionskassette mittels der Restriktionsenzyme Barn Hl und Sac I herausgeschnitten und in den ebenfalls mit Barn Hl und Sac I geschnittenen Vektor pUC18 (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg) kloniert. Mit dem so erhaltenen Vektor pUC18M131 wurden dann die folgenden Mutageneseschritte durchgeführt. Der Vektor pUC18M131 ist in Figur 2 dargestellt. Das die Expressionskassette für ß. /enfr/s-Alkalische Protease M131 enthaltende DNA-Fragment ist in der SEQ ID NO. 1 dokumentiert; SEQ ID NO. 2 zeigt die davon abgeleitete Aminosäuresequenz. Das in SEQ ID NO. 1 gezeigte Barn Hl - Sac I-Fragment erstreckt sich in dem in Figur 2 gezeigten Vektor pUC18M131 von den Positionen 1 bis 1771 ; die restlichen Vektorbereiche sind mit denen den Ausgangsplasmids pUC18 identisch. MutageneseFor mutagenesis, the entire expression cassette was cut out using the restriction enzymes Barn HI and Sac I and cloned into the vector pUC18 (Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg), also cut with Barn HI and Sac I. The following mutagenesis steps were then carried out with the vector pUC18M131 thus obtained. The vector pUC18M131 is shown in Figure 2. The expression cassette for ß. / enfr / s-Alkaline protease M131 containing DNA fragment is in SEQ ID NO. 1 documented; SEQ ID NO. 2 shows the amino acid sequence derived therefrom. The one in SEQ ID NO. 1 shown Barn HI - Sac I fragment extends from positions 1 to 1771 in the vector pUC18M131 shown in FIG. 2; the remaining vector areas are identical to those of the starting plasmids pUC18. mutagenesis
Zunächst wurde die Originalsequenz der Alkalischen Protease von Bacillus lentus DSM 5483 in den Positionen 188 und 193 wiederhergestellt. Dazu wurde das QuikChange®-Verfahren der Fa. Stratagene (La Jolla, CA, USA) nach den Angaben des Herstellers verwendet. Nach diesem System wurde unter Verwendung von jeweils zwei komplementären, die Mutation enthaltenden Primern ein mutiertes Plasmid in einer Polymerasereaktion erzeugt. Nach Verdau des Ausgangsplasmids mittels Dpn I, wie das bei dem QuikChange®-Verfahren vorgeschrieben ist, wurde der Reaktionsansatz in E. coli XL-1 blue transformiert. Die dadurch erhaltenen, das interessierende Gen in plasmidaler Lokalisation enthaltenden Klone können gegebenenfalls mittels einer durch die Mutation eingefügten Restriktionsschnittstelle leicht erkannt werden, in jedem Fall ist die Überprüfung durch DNA-Sequenzierung mithilfe eines herkömmlichen Kits nach der Kettenabbruchmethode möglich. Das gleiche Verfahren wurde auch für alle nachfolgenden Mutageneseschritte eingesetzt.First the original sequence of the alkaline protease from Bacillus lentus DSM 5483 in positions 188 and 193 was restored. For this purpose, the QuikChange ® method from Stratagene (La Jolla, CA, USA) was used according to the manufacturer's instructions. According to this system, a mutated plasmid was generated in a polymerase reaction using in each case two complementary primers containing the mutation. After digestion of the starting plasmid using Dpn I, as prescribed for the QuikChange ® method, the reaction mixture was transformed into E. coli XL-1 blue. The clones obtained in this way and containing the gene of interest in plasmid localization can optionally be easily recognized by means of a restriction site inserted by the mutation. In any case, checking by DNA sequencing using a conventional kit using the chain termination method is possible. The same procedure was also used for all subsequent mutagenesis steps.
Für die Umwandlung des für die Aminosäure in Position 188 codierenden Tripletts CCA (Prolin) in GCC (Alanin) wurden die beiden Primer 5'-TCA CAG TAT GGC GCC GGG CTT GAC ATT-3' sowie 5-AAT GTC AAG CCC GGC GCC ATA CTG TGA-3' verwendet. Diese enthalten unmittelbar neben der Mutation eine die Aminosäuresequenz nicht verändernde Nar I-Restriktionsschnittstelle.For the conversion of the triplet CCA (proline) coding for the amino acid in position 188 into GCC (alanine), the two primers 5 ' -TCA CAG TAT GGC GCC GGG CTT GAC ATT-3 ' and 5-AAT GTC AAG CCC GGC GCC ATA CTG TGA-3 ' used. In addition to the mutation, these contain a Nar I restriction site which does not change the amino acid sequence.
Für die Umwandlung des für die Aminosäure in Position 193 codierenden Tripletts ATG (Methionin) in ATT (Isoleucin) wurden die beiden Primer 5'-GGG CTT GAC ATT GTG GCA CCC GGG GTA AAC-3' sowie 5'-GTT TAC CCC GGG TGC CAC AAT GTC AAG CCC-3' verwendet. Diese enthalten unmittelbar neben der Mutation eine die Aminosäuresequenz nicht verändernde Xma CI-Restriktionsschnittstelle.For the conversion of the triplet ATG (methionine) coding for the amino acid in position 193 into ATT (isoleucine), the two primers 5'-GGG CTT GAC ATT GTG GCA CCC GGG GTA AAC-3 ' and 5 ' -GTT TAC CCC GGG TGC were used CAC AAT GTC AAG CCC-3 ' used. In addition to the mutation, these contain an Xma CI restriction site which does not change the amino acid sequence.
Ein das doppelt mutierte Plasmid enthaltender Klon lieferte dann die Matrize für die folgende Mutation des Tripletts in Position 61 GGG (Glycin) in GCT (Alanin). Dazu wurden die beiden komplementären Primer mit den Sequenzen 5'- CAA GAT GGG AAT GCT CAT GGC ACG CAT - 3' sowie 5'- ATG CGT GCC ATG AGC ATT CCC ATC TTG - 3' verwendet. Damit lag bereits das Gen für die Variante B. /etrfus-Alkalische Protease S3TΛ/4l/G61AΛ/199l or. Ausgehend von dieser Mutante wurde schließlich zur Erzeugung der zweiten besonders bevorzugten Variante das Leucin in der Position 211 in die Aminosäure Aspartat mutiert. Dazu wurden die beiden komplementären Primer mit den Sequenzen 5'- ACG TAT GCC AGC GAC AAC GGT ACA TCG - 3' sowie 5'- CGA TGT ACC GTT GTC GCT GGC ATA CGT - 3' verwendet. Die erhaltenen Klone wurden dann durch DNA-Sequenzierung überprüft.A clone containing the double mutant plasmid then provided the template for the subsequent mutation of the triplet in position 61 GGG (glycine) in GCT (alanine). For this purpose, the two complementary primers with the sequences 5 ' - CAA GAT GGG AAT GCT CAT GGC ACG CAT - 3 ' and 5 ' - ATG CGT GCC ATG AGC ATT CCC ATC TTG - 3 ' were used. The gene for variant B. / etrfus-alkaline protease S3TΛ / 4l / G61AΛ / 199l or was already there. Starting from this mutant, the leucine in position 211 was finally mutated into the amino acid aspartate to generate the second, particularly preferred variant. For this the two complementary primers with the sequences 5 ' - ACG TAT GCC AGC GAC AAC GGT ACA TCG - 3 ' and 5 ' - CGA TGT ACC GTT GTC GCT GGC ATA CGT - 3' were used. The clones obtained were then checked by DNA sequencing.
Die DNA-Sequenz des für die gesamte Protease codierenden Gens der Mutante S3T/V4I/G61A/V199I, ist im Sequenzprotokoll unter SEQ ID NO. 3 angegeben. Davon läßt sich die im Sequenzprotokoll unter SEQ ID NO. 4 angegebene Aminosäuresequenz ableiten. Die DNA-, beziehungsweise Proteinsequenzen der Mutante S3T/V4I/G61A/V199I/L211 D sind im Sequenzprotokoll unter SEQ ID NO. 5, beziehungsweise SEQ ID NO. 6 beschrieben. Diese Varianten werden wegen dieser vom Wildtyp-Enzym aus ß. lentus DSM 5483 abweichenden Positionen als ß. lentus- Alkalische Protease S3TΛ 4I/G61A/V199I, beziehungsweise als ß. /enfus-Alkalische Protease S3TΛ/4I/G61A/V199I/ L211 D bezeichnet.The DNA sequence of the gene coding for the entire protease of the mutant S3T / V4I / G61A / V199I is in the sequence listing under SEQ ID NO. 3 specified. Of these, the sequence listing under SEQ ID NO. Derive 4 given amino acid sequence. The DNA or protein sequences of the mutant S3T / V4I / G61A / V199I / L211 D are in the sequence listing under SEQ ID NO. 5, or SEQ ID NO. 6 described. These variants are ß because of the wild-type enzyme. lentus DSM 5483 different positions as ß. lentus- alkaline protease S3TΛ 4I / G61A / V199I, or as ß. / enfus-alkaline protease S3TΛ / 4I / G61A / V199I / L211 D.
Expression der Mutanten und ProteasepräparationExpression of the mutants and protease preparation
Die Expressionskassette mit der mutierten Sequenz wurde als Barn Hl-Sac I-Fragment anstelle des in SEQ ID NO. 1 gezeigten Fragments in den Vektor pCB56M131 zurückkloniert und in Bacillus subtilis DB104 transformiert. Der Stamm Bacillus subtilis DB 104 weist den Genotyp his, nprR2, /ιprE18, aprA3 auf (Kawamura, F. und Doi, R. H. (1984), J. Bacteriol., Band 160, Seite 442-444). Die Transformation der DNA in Bacillus erfolgte nach der in WO91/02792 beschriebenen Variante der ursprünglich von Chang und Cohen entwickelten Protoplastenmethode (1979; Molec. Gen. Genet, Band 168, Seiten 111-115).The expression cassette with the mutated sequence was used as the Barn HI-Sac I fragment instead of the one shown in SEQ ID NO. 1 fragment shown cloned back into the vector pCB56M131 and transformed into Bacillus subtilis DB104. The strain Bacillus subtilis DB 104 has the genotype his, nprR2, / ιprE18, aprA3 (Kawamura, F. and Doi, R.H. (1984), J. Bacteriol., Volume 160, pages 442-444). The DNA was transformed into Bacillus according to the variant of the protoplast method originally developed by Chang and Cohen described in WO91 / 02792 (1979; Molec. Gen. Genet, volume 168, pages 111-115).
Dadurch erhaltene Protease-positive Klone wurden nach Überprüfung in 500 ml MLBSP- Medium (10 g/l Casiton; 20 g/l Trypton, 10 g/l Hefeextrakt, alle Fa. Becton Dickinson, Cockeysville; 5 g/l NaCI; 27 g/l Natrium-Succinat; 100 mg/l MgSO4*7 H2O; 75 mg/l CaCI2 *2 H2O; 0,5 μM MnCI2; 0,5 μM FeSO4; 2 %(w/v) Glucose; 50 mM PIPES-Puffer (aus einer 1 M Stammlösung mit pH 7,2); 75 mM KPO4(aus einer 1 ,5 M Stammlösung mit pH 7,0); pH = 7,0, eingestellt mit KOH - sowie 10 μg/ml Tetracyclin) in 2000 ml- Schüttelkolben für 72 h bei 37°C und 200 Umdrehungen pro Minute inkubiert. Der nach Abzentrifugieren der Zellen erhaltene Überstand wurde nach Bestimmung der Proteaseaktivität (nach der in Tenside, Band 7 (1970), S. 125-132 beschriebenen Methode) für die nachfolgenden Versuche verwendet.Protease-positive clones obtained in this way were checked in 500 ml of MLBSP medium (10 g / l casiton; 20 g / l tryptone, 10 g / l yeast extract, all from Becton Dickinson, Cockeysville; 5 g / l NaCl; 27 g / l sodium succinate; 100 mg / l MgSO 4 * 7 H 2 O; 75 mg / l CaCI 2 * 2 H 2 O; 0.5 μM MnCI 2 ; 0.5 μM FeSO 4 ; 2% (w / v ) Glucose; 50 mM PIPES buffer (from a 1 M stock solution with pH 7.2); 75 mM KPO 4 (from a 1 M stock solution with pH 7.0); pH = 7.0, adjusted with KOH - and 10 μg / ml tetracycline) in 2000 ml shaking flasks for 72 h at 37 ° C. and 200 revolutions per minute. The supernatant obtained after centrifuging off the cells was determined after the Protease activity (according to the method described in Tenside, Volume 7 (1970), pp. 125-132) was used for the subsequent experiments.
Beispiel 2Example 2
Für die folgenden Beispiele wurden standardisiert verschmutze Textilien eingesetzt, die von der Eidgenössischen Material-Prüfungs- und -Versuchsanstalt, St. Gallen, Schweiz (EMPA), oder der Wäschereiforschungsanstalt, Krefeld, bezogen worden waren. In Beipiel 2 wurden folgende Anschmutzungen/Textilien verwendet: A (Blut/Milch/Ruß auf Baumwolle), B (Blut/Milch/Tusche auf Baumwolle), C (Blut/Milch/Tusche auf einem Polyester-Baumwolle-Mischgewebe) und D (Ei/Ruß auf Baumwolle).For the following examples, standardized soiled textiles were used, which had been obtained from the Swiss Material Testing and Testing Institute, St. Gallen, Switzerland (EMPA), or the laundry research institute, Krefeld. In Example 2 the following soiling / textiles were used: A (blood / milk / soot on cotton), B (blood / milk / ink on cotton), C (blood / milk / ink on a polyester-cotton blend) and D ( Egg / soot on cotton).
Mit diesem Testmaterial wurden verschiedene Waschmittelrezepturen launderometrisch auf ihre Waschleistung hin untersucht. Dafür wurde jeweils ein Flottenverhältnis von 1 :12 eingestellt und für 30 min bei einer Temperatur von 40°C gewaschen. Die Dosierung lag bei 5,88 g des jeweiligen Mittels pro I Waschflotte. Die Wasserhärte betrug 16° deutscher Härte.With this test material, various detergent formulations were launderometrically examined for their washing performance. A liquor ratio of 1:12 was set in each case and washed for 30 min at a temperature of 40 ° C. The dosage was 5.88 g of the respective agent per liter of wash liquor. The water hardness was 16 ° German hardness.
Als Kontroll-Waschmittel diente eine Waschmittel-Basis-Rezeptur folgender Zusammensetzung (alle Angaben in Gewichts-Prozent): 4 % lineares Alkylbenzolsulfonat (Natrium-Salz), 4 % C12-C18-Fettalkoholsulfat (Natrium-Salz), 5,5 % C-,2-C18-Fettalkohol mit 7 EO, 1 % Natrium-Seife, 11 %Natriumcarbonat, 2,5 % amorphes Natriumdisilikat, 20 % Natriumperborat-Tetrahydrat, 5,5 % TAED, 25 % Zeolith A, 4,5 % Polycarboxylat, 0,5 % Phosphonat, 2,5 % Schauminhibitorgranulat, 5 % Natriumsulfat, Rest: Wasser, optischer Aufheller, Salze. Sie wurde für die verschiedenen Versuchsreihen so mit folgenden Proteasen versetzt, daß sich jeweils eine Endkonzentration von 2.250 PE an proteolytischer Aktivität pro I Waschflotte ergab: ß. fer/ft/s-Alkalische Protease F49 (WO 95/23221 ; Hersteller: Fa. Biozym, Kundl, Österreich), Savinase® (Fa. Novozymes A/S, Bagsvaerd, Dänemark), beziehungsweise die erfindungsgemäße Protease ß. fer/ft/s-Alkalische Protease S3T/V4I/G61A/V199I/L211 D.A basic detergent formulation of the following composition (all figures in percent by weight) was used as the control detergent: 4% linear alkylbenzenesulfonate (sodium salt), 4% C 12 -C 18 fatty alcohol sulfate (sodium salt), 5.5 % C, 2 -C 18 fatty alcohol with 7 EO, 1% sodium soap, 11% sodium carbonate, 2.5% amorphous sodium disilicate, 20% sodium perborate tetrahydrate, 5.5% TAED, 25% zeolite A, 4, 5% polycarboxylate, 0.5% phosphonate, 2.5% foam inhibitor granulate, 5% sodium sulfate, balance: water, optical brightener, salts. The following proteases were added to the various test series in such a way that a final concentration of 2,250 PU of proteolytic activity per liter of wash liquor was obtained: fer / ft / s F49 alkaline protease (WO 95/23221, manufactured by Fa. Biozym, Kundl, Austria), Savinase ® (. Novozymes A / S, Bagsvaerd, Denmark) and ß the protease of the invention. fer / ft / s-alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I / L211 D.
Nach dem Waschen wurde der Weißheitsgrad der gewaschenen Textilien im Vergleich zu dem von Bariumsulfat gemessen, der auf 100 % normiert worden war. Die Messung erfolgte an einem Spektrometer Datacolor SF500-2 bei 460 nm (UV-Sperrfilter 3), 30 mm Blende, ohne Glanz, Lichtart D65, 10°, d/8°. Die erhaltenen Ergebnisse werden als Prozent Remission, das heißt als Prozentangaben im Vergleich zu Bariumsulfat zusammen mit den jeweiligen Anfangswerten in folgender Tabelle 2 zusammengestellt. Angegeben sind die Mittelwerte aus jeweils 4 Messungen. Sie erlauben einen unmittelbaren Rückschluß auf den Beitrag des enthaltenen Enzyms auf die Waschleistung des verwendeten Mittels.After washing, the whiteness of the washed fabrics was measured compared to that of barium sulfate, which had been normalized to 100%. The measurement was carried out on a Datacolor SF500-2 spectrometer at 460 nm (UV blocking filter 3), 30 mm aperture, without gloss, light type D65, 10 °, d / 8 °. The results obtained are called Percent remission, i.e. as percentages compared to barium sulfate together with the respective initial values in the following table 2. The mean values from 4 measurements are given. They allow an immediate conclusion to be drawn about the contribution of the enzyme contained in the washing performance of the agent used.
Tabelle 2:Table 2:
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Man erkennt, daß die ß. /en us-Alkalische Protease S3TΛ/4I/G61A/V199I/L211 D an allen Verschmutzungen deutlich bessere Waschleistungen zeigt als die etablierten Proteasen ß. /etrfus-Alkalische Protease F49 und Savinase®.It can be seen that the ß. / en us-Alkaline protease S3TΛ / 4I / G61A / V199I / L211 D shows significantly better washing performance on all soiling than the established proteases ß. / etrfus alkaline protease F49 and Savinase ® .
Beispiel 3Example 3
Baumwolltextilien mit denselben Anschmutzungen A, B und C wie in Beispiel 2 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 untersucht. Der Unterschied bestand darin, daß in diesem Beispiel in ansonsten den gleichen Waschmittelrezepturen die erfindungsgemäße Protease ß. /e/7«vs-Alkalische Protease S3T/V4I/G61A/V199I mit der Variante ß. /eπfus-Alkalische Protease S3TΛ/4I/V199I und den ebenfalls bekannten Proteasen B. /enfus-Alkalische Protease F49 und Savinase® verglichen wurde. Sie waren wiederum so konzentriert, daß sich jeweils eine Endkonzentration von 2.250 PE an proteolytischer Aktivität pro I Waschflotte ergab, und die Temperatur lag wiederum bei 40°C. Die Messungen und die Auswertung der Versuchsreihen erfolgten ebenfalls wie in Beispiel 2. Folgende Tabelle 3 zeigt die erhaltenen Ergebnisse.Cotton fabrics with the same stains A, B and C as in Example 2 were examined in the same way as in Example 2. The difference was that in this example the protease β according to the invention was used in the same detergent formulations. / e / 7 «vs-alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I with the variant ß. / eπfus-alkaline protease S3TΛ / 4I / V199I and the also known proteases B. / enfus-alkaline protease F49 and Savinase ® was compared. They were again so concentrated that there was a final concentration of 2,250 PE of proteolytic activity per liter of wash liquor, and the temperature was again 40 ° C. The measurements and the evaluation of the test series were also carried out as in Example 2. The following Table 3 shows the results obtained.
Tabelle 3:Table 3:
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Im Vergleich der beiden Varianten ß. /enfr/s-Alkalische Protease S3T/V4I/G61A/V199I und ß. /e/7uvs-Alkalische Protease S3T/V4I/V199I erkennt man, daß der Austausch der Aminosäure Glycin in Position 61 gegen die aliphatische Aminosäure Alanin zu einer Leistungsverbesserung des Enzyms in einer Waschmittelrezeptur gegenüber verschiedenen Anschmutzungen und auf verschiedenen Geweben geführt hat. Sie übertrifft damit deutlich die etablierten Proteasen ß. /er/fc/s-Alkalische Protease F49 und Savinase®.In the comparison of the two variants ß. / enfr / s-Alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I and ß. / e / 7uvs-Alkaline Protease S3T / V4I / V199I it can be seen that the exchange of the amino acid glycine in position 61 for the aliphatic amino acid alanine has led to an improvement in the performance of the enzyme in a detergent formulation against different soils and on different fabrics. It clearly exceeds the established proteases ß. / er / fc / s-Alkaline protease F49 and Savinase ® .
Beispiel 4Example 4
Gefäße mit harten, glatten Oberflächen wurden standardisiert mit (A) Weichei und (B) Ei/ Milch versehen und bei 45°C mit dem Normalprogramm einer Haushaltsgeschirrspülmaschine Typ Miele® G 676 gespült. Pro Spülgang wurden 20 g Spülmittel verwendet; die Wasserhärte betrug 16° deutscher Härte.Containers with hard, smooth surfaces were provided with (A) sissy and (B) egg / milk in a standardized manner and washed at 45 ° C using the normal program of a Miele ® G 676 household dishwasher. 20 g of detergent were used per rinse cycle; the water hardness was 16 ° German hardness.
Als Spülmittel diente folgende Basis-Rezeptur (alle Angaben jeweils in Gewichts- Prozent): 55 % Natriumtripolyphosphat (berechnet als wasserfrei), 4 % amorphes Natriumdisilikat (berechnet als wasserfrei), 22 % Natriumcarbonat, 9 % Natriumperborat, 2 % TAED, 2 % nichtionisches Tensid, Rest: Wasser, Farbstoffe, Parfüm. Diese Basis- Rezeptur wurde für die verschiedenen Versuche aktivitätsgleich so mit den verschiedenen Proteasen ß. /enfus-Alkalische Protease F49, Savinase®, beziehungsweise der erfindungsgemäßen Protease-Variante ß. /enfcts-Alkalische Protease S3T/V4I/G61A/V199I/L211D versetzt, daß sich jeweils eine Aktivität von 10.000 PE pro Spülgang ergab. Dies entsprach jeweils ca. 0,1 mg Protease-Protein pro g des Reinigungsmittelkonzentrats.The following basic recipe was used as detergent (all figures in percent by weight): 55% sodium tripolyphosphate (calculated as anhydrous), 4% amorphous sodium disilicate (calculated as anhydrous), 22% sodium carbonate, 9% sodium perborate, 2% TAED, 2% non-ionic surfactant, remainder: water, dyes, perfume. This basic The recipe for the different experiments was identical in activity with the different proteases ß. / enfus alkaline protease F49, Savinase ® , or the protease variant β according to the invention. / enfcts-Alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I / L211D added that there was an activity of 10,000 PE per rinse cycle. This corresponded to approx. 0.1 mg protease protein per g of the detergent concentrate.
Nach dem Spülen wurde der Abtrag der Anschmutzungen gravimetrisch in Prozent ermittelt. Dafür wurde die Differenz aus dem Gewicht des verschmutzten und anschließend gespülten Gefäßes und dem Anfangsgewicht des Gefäßes in Relation zu der Gewichtsdifferenz des nicht gespülten Gefäßes zum Anfangsgewicht gesetzt. Diese Relation kann als Prozent Abtrag angesehen werden. Die erhaltenen Ergebnisse werden in folgender Tabelle 4 zusammengestellt. Angegeben sind dort die Mittelwerte aus jeweils 9 Messungen. Sie erlauben einen unmittelbaren Rückschluß auf den Beitrag des enthaltenen Enzyms auf die Reinigungsleistung des verwendeten Mittels.After rinsing, the removal of the soiling was determined gravimetrically in percent. For this purpose, the difference between the weight of the soiled and subsequently rinsed vessel and the initial weight of the vessel was compared to the weight difference of the non-rinsed vessel to the initial weight. This relation can be seen as a percent deduction. The results obtained are summarized in Table 4 below. The mean values from 9 measurements are given there. They allow an immediate conclusion on the contribution of the enzyme contained in the cleaning performance of the agent used.
Tabelle 4:Table 4:
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Diese Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäße ß. /enfus-Alkalische Protease S3T/V4I/G61A/V199I/L211 D hinsichtlich ihrer Reinigungsleistung in maschinellen Geschirrspülmitteln den anderen getesteten Proteasen überlegen, zumindest aber ebenbürtig ist; und dies bereits bei einer vergleichsweise niedrigen eingesetzten Aktivität.These results show that the β. / enfus-Alkaline Protease S3T / V4I / G61A / V199I / L211 D is superior to the other proteases tested in terms of their cleaning performance in automatic dishwashing detergents, but is at least equal; even with a comparatively low level of activity.
Beispiel 5Example 5
Gefäße mit harten, glatten Oberflächen wurden mit den gleichen Anschmutzungen wie im vorangegangen Beispiel und zusätzlich mit der Anschmutzung D (Lasagne) versehen und auf die gleiche Weise und wiederum bei 45°C gespült. Der Unterschied bestand darin, daß in diesem Beispiel in ansonsten den gleichen Reinigungsmittelrezepturen die erfindungsgemäße Protease ß. /enfus-Alkalische Protease S3TΛ 4I/G61A/V199I mit der Variante ß. /enft/s-Alkalische Protease S3TΛ 4I V199I und den ebenfalls bekannten Proteasen ß. /enfc/s-Alkalische Protease F49 und Savinase® verglichen wurde. Sie waren wiederum so konzentriert, daß sich jeweils eine proteolytische Aktivität von 10.000 PE pro Spülgang ergab. Die Messungen erfolgten ebenfalls wie im vorangegangenen Beispiel beschrieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengestellt.Vessels with hard, smooth surfaces were given the same stains as in the previous example and additionally with stains D (lasagna) and rinsed in the same way and again at 45 ° C. The difference was that in this example the protease β according to the invention was used in the same cleaning agent formulations. / enfus-Alkaline protease S3TΛ 4I / G61A / V199I with the variant ß. / enft / s-Alkaline protease S3TΛ 4I V199I and the also known proteases ß. / enfc / s-Alkaline protease F49 and Savinase ® was compared. They were again so concentrated that there was a proteolytic activity of 10,000 PE per wash. The measurements were also carried out as described in the previous example. The results are summarized in Table 5.
Tabelle 5:Table 5:
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Man erkennt, daß die Variante ß. /entos-Alkalische Protease S3T/V4I/G61A/V199I der Variante ß. /en /s-Alkalische Protease S3T/N4I/N199I auch in Reinigungsmitteln in ihrem Beitrag zur Reinigungsleistung gegenüber verschiedenen Anschmutzungen überlegen ist. Diese Leistungssteigerung kann nur auf die Änderung in Position 61 zurückzuführen sein. Gegenüber allen getesteten Anschmutzungen ergibt sich eine bessere Leistung als bei Savinase®; und gegenüber den Anschmutzungen C und D ergibt sich auch eine bessere Leistung als bei der ß. /enrus-Alkalischen Protease F49.It can be seen that the variant ß. / entos alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I of variant ß. / en / s-Alkaline protease S3T / N4I / N199I is also superior in cleaning agents in its contribution to cleaning performance compared to various types of soiling. This increase in performance can only be attributed to the change in position 61. Compared to all tested soiling, it performs better than Savinase ® ; and compared to soiling C and D, there is also better performance than with ß. / enrus-alkaline protease F49.
Beispiel 6Example 6
Wie in Beispiel 4 wurden Gefäße standardmäßig mit denselben Anschmutzungen versehen und auf die gleiche Weise mit den jeweils gleichen Reinigungsmittelrezepturen, wiederum bei 45°C gespült. Der einzige Unterschied bestand darin, daß jeweils 20.000 PE an den jeweiligen Proteasen eingesetzt wurden. Dies entsprach jeweils ca. 0,2 mg Protease im Reinigungsmittelkonzentrat. Die auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 erhaltenen Meßergebnisse sind in folgender Tabelle 6 zusammengestellt.As in Example 4, vessels were provided with the same soiling as standard and rinsed in the same way with the same detergent formulations, again at 45 ° C. The only difference was that 20,000 PE were used on the respective proteases. This corresponded to approx. 0.2 mg protease in detergent concentrate. The measurement results obtained in the same manner as in Example 5 are summarized in Table 6 below.
Tabelle 6:Table 6:
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Auch bei höheren eingesetzten Protease-Aktivitäten zeigt sich der höhere Beitrag der erfindungsgemäßen Protease zur Gesamtreinigungsleistung des betreffenden Mittels gegenüber den für maschinelle Geschirrspülmittel etablierten Proteasen ß. lentus- Alkalische Protease F49 und Savinase®.Even with higher protease activities used, the higher contribution of the protease according to the invention to the overall cleaning performance of the agent in question compared to the proteases ß established for automatic dishwashing agents is evident. lentus alkaline protease F49 and Savinase ® .
Beispiel 7Example 7
Auf die gleiche Weise wie im vorangegangen Beispiel wurden noch einmal Gefäße mit den Anschmutzungen B und D mit Reinigungsmittelrezepturen untersucht, die die erfindungsgemäße Protease ß. /e/ifc/s-Alkalische Protease S3T/V4I/G61A/V199I, die Variante ß. /enft/s-Alkalische Protease S3TΛ 4I/V199I, die B. Ientus-A\ka\\sc e Protease F49 oder Savinase® enthielten. Sie waren so konzentriert, daß sich jeweils eine proteolytische Aktivität von 20.000 PE pro Spülgang ergab. Die Temperatur betrug 45°C. Die Messungen erfolgten ebenfalls wie in Beispiel 5 beschrieben. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 7 zusammengestellt.In the same way as in the previous example, vessels with the soiling B and D with detergent formulations were examined again, the ß protease according to the invention. / e / ifc / s-Alkaline protease S3T / V4I / G61A / V199I, the variant ß. / enft / s-Alkaline protease S3TΛ 4I / V199I, which contained B. Ientus-A \ ka \\ sc e protease F49 or Savinase ® . They were so concentrated that there was a proteolytic activity of 20,000 PE per wash. The temperature was 45 ° C. The measurements were also carried out as described in Example 5. The results obtained are shown in Table 7.
Tabelle 7:Table 7:
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Man erkennt, daß die Variante ß. /enft/s-Alkalische Protease S3TΛ/4I/G61A/V199I der Variante B. /enfr/s-Alkalische Protease S3T/V4I/V199I in Reinigungsmitteln auch in höheren Konzentrationen in ihrem Beitrag zur Reinigungsleistung gegenüber verschiedenen Anschmutzungen überlegen ist. Diese Leistungssteigerung kann nur auf die Änderung in Position 61 zurückzuführen sein. Gegenüber allen getesteten Anschmutzungen ergibt sich eine zum Teil deutlich bessere Leistung als bei Savinase®; und gegenüber der Anschmutzung D ergibt sich auch eine bessere Leistung als bei der ß. /etϊuvs-Alkalischen Protease F49.
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It can be seen that the variant ß. / enft / s-alkaline protease S3TΛ / 4I / G61A / V199I of variant B. / enfr / s-alkaline protease S3T / V4I / V199I in detergents, even in higher concentrations, is superior in its contribution to cleaning performance to various types of soiling. This increase in performance can only be attributed to the change in position 61. Compared to all tested soiling, the performance is sometimes significantly better than that of Savinase ® ; and compared to the soiling D there is also a better performance than the ß. / etϊuvs-alkaline protease F49.
Beschreibung der FigurenDescription of the figures
Figur 1 : Alignment der Aminosäuresequenzen der erfindungsgemäßen ß. /e/7fc/s-Alkalische Protease-Variante mit den wichtigsten bekannten Subtilisinen, jeweils in der maturen, das heißt prozessierten Form Darin bedeuten: S3TΛ/4I/G61A/V199I Erfindungsgemäße B. Ientus-A\ka\\sc e Protease-VarianteFigure 1: Alignment of the amino acid sequences of the ß invention. / e / 7fc / s-Alkaline protease variant with the most important known subtilisins, each in the mature, that is to say processed, form: S3TΛ / 4I / G61A / V199I B. Ientus-A \ ka \\ sc e protease according to the invention variant
S3T/V4I/G61A/V199I; S3T/V4I/G61A/V199I/L211D Erfindungsgemäße B. /e/rtus-Alkalische Protease-VarianteS3T / V4I / G61a / V199I; S3T / V4I / G61A / V199I / L211D B. / e / rtus alkaline protease variant according to the invention
S3T/V4I/G61 AΛ/199I/L211 D;S3T / V4I / G61 AΛ / 199I / L211 D;
Subtilisin 309 Subtilisin aus Bacillus lentus gemäß WO 89/06279 A1 ; Subtilisin PB92 Subtilisin aus Bacillus nov. spec. 92 gemäß EP 283075 A2; Subtilisin Carlsberg Subtilisin aus Bacillus licheniformis gemäß E. L. Smith et. al. (1968), J. Biol. Chem., Volume 243, S. 2184-2191 ;Subtilisin 309 Subtilisin from Bacillus lentus according to WO 89/06279 A1; Subtilisin PB92 Subtilisin from Bacillus nov. spec. 92 according to EP 283075 A2; Subtilisin Carlsberg Subtilisin from Bacillus licheniformis according to E.L. Smith et. al. (1968), J. Biol. Chem., Volume 243, pp. 2184-2191;
Subtilisin BPN' Subtilisin aus Bacillus amyloliquefaciens gemäß J. A. Wells et al. (1983), Nucleic Acids Research, Volume 1_1_, S. 7911- 7925;Subtilisin BPN 'Subtilisin from Bacillus amyloliquefaciens according to J.A. Wells et al. (1983), Nucleic Acids Research, Volume 1_1, pp. 7911-7925;
Consensus In der Mehrzahl der angegebenen Sequenzen übereinstimmende Positionen.Consensus Positions in the majority of the given sequences.
Figur 2: Mutagenesevektor pUC18M131Figure 2: Mutagenesis vector pUC18M131
Das in SEQ ID NO. 1 gezeigte Barn Hl - Sac I-Fragment erstreckt sich darin von den Positionen 1 bis 1771 ; die restlichen Vektorbereiche sind mit denen des Ausgangsplasmids pUC18 (Fa. Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg) identisch. Weitere singuläre Schnittstellen wurden der Übersichtlichkeit halber nicht mit abgebildet. The one in SEQ ID NO. 1 Barn HI - Sac I fragment shown extends from positions 1 to 1771 therein; the remaining vector areas are identical to those of the starting plasmid pUC18 (from Amersham Pharmacia Biotech, Freiburg). For the sake of clarity, no other singular interfaces have been included.

Claims

Patentansprüche claims
1. Alkalische Protease vom Subtilisin-Typ, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 61 gegenüber dem Ausgangsenzym einen Austausch gegen eine der Aminosäuren Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Cystein, Methionin, Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, Threonin, Histidin, Lysin oder Arginin aufweist, vorzugsweise gegen eine der Aminosäuren Alanin, Valin, Leucin oder Isoleucin, besonders bevorzugt gegen Alanin.1. Alkaline protease of the subtilisin type, characterized in that, according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 61, an exchange for one of the amino acids alanine, valine, leucine, isoleucine, cysteine, methionine, phenylalanine, tyrosine, Has tryptophan, threonine, histidine, lysine or arginine, preferably against one of the amino acids alanine, valine, leucine or isoleucine, particularly preferably against alanine.
2. Alkalische Protease gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 199 Isoleucin aufweist.2. Alkaline protease according to claim 1, characterized in that it has isoleucine in position 199 according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus.
3. Alkalische Protease vom Subtilisin-Typ, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 199 Isoleucin, in Position 211 Asparaginsäure und in Position 61 eine der Aminosäuren Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Cystein, Methionin, Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, Threonin, Histidin, Lysin oder Arginin, vorzugsweise Alanin, Valin, Leucin oder Isoleucin, besonders bevorzugt Alanin aufweist.3. Alkaline protease of the subtilisin type, characterized in that according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 199 isoleucine, in position 211 aspartic acid and in position 61 one of the amino acids alanine, valine, leucine, isoleucine, cysteine, methionine, Phenylalanine, tyrosine, tryptophan, threonine, histidine, lysine or arginine, preferably alanine, valine, leucine or isoleucine, particularly preferably alanine.
4. Alkalische Protease gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Stabilisierung aufweist.4. Alkaline protease according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has at least one stabilization.
5. Alkalische Protease gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 3 Threonin aufweist.5. Alkaline protease according to claim 4, characterized in that it has threonine in position 3 according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus.
6. Alkalische Protease gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 4 Isoleucin aufweist.6. Alkaline protease according to claim 4 or 5, characterized in that it has isoleucine in position 4 according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus.
7. Alkalische Protease gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 3 Threonin, in Position 4 Isoleucin, in Position 61 Alanin und in Position 199 Isoleucin aufweist. 7. Alkaline protease according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it has threonine in position 3, isoleucine in position 4, isoleucine in position 61, alanine in position 199 and isoleucine in position 199 according to the counting of the Bacillus lentus subtilisin.
8. Alkalische Protease gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß der Zählung des Subtilisins aus Bacillus lentus in Position 3 Threonin, in Position 4 Isoleucin, in Position 61 Alanin, in Position 199 Isoleucin und in Position 211 Asparaginsäure aufweist.8. Alkaline protease according to one of claims 1 to 6, characterized in that according to the counting of the subtilisin from Bacillus lentus in position 3 threonine, in position 4 isoleucine, in position 61 alanine, in position 199 isoleucine and in position 211 has aspartic acid ,
9. Alkalische Protease gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein von einem Bacillus-Subtilisin, insbesondere von Bacillus /enfr/s-Subtilisin abgeleitetes Subtilisin ist.9. Alkaline protease according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is a subtilisin derived from a Bacillus subtilisin, in particular from Bacillus / enfr / s subtilisin.
10. Alkalische Protease gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein von dem Subtilisin von Bacillus lentus DSM 5483 abgeleitetes Subtilisin ist, insbesondere ß. /errfus-Alkalische Protease S3TΛ 4I/G61A/V199I gemäß der in SEQ ID NO. 4 angegebenen Aminosäuresequenz.10. Alkaline protease according to claim 9, characterized in that it is a subtilisin derived from the subtilisin of Bacillus lentus DSM 5483, in particular β. / errfus-alkaline protease S3TΛ 4I / G61A / V199I according to the in SEQ ID NO. 4 given amino acid sequence.
11. Alkalische Protease gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein von dem Subtilisin von Bacillus lentus DSM 5483 abgeleitetes Subtilisin ist, insbesondere ß. /enft/s-Alkalische Protease S3TΛ/4I/G61A/V199I/L211D gemäß der in SEQ ID NO. 6 angegebenen Aminosäuresequenz.11. Alkaline protease according to claim 9 or 10, characterized in that it is a subtilisin derived from the subtilisin of Bacillus lentus DSM 5483, in particular β. / enft / s-Alkaline protease S3TΛ / 4I / G61A / V199I / L211D according to the in SEQ ID NO. 6 given amino acid sequence.
12. Von einer Protease gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 abgeleitetes Protein, insbesondere durch Fragmentierung oder Deletionsmutagenese, durch Insertionsmutagenese, durch Substitutionsmutagenese oder durch Fusion mindestens eines Teils mit mindestens einem anderen Protein.12. Protein derived from a protease according to one of claims 1 to 11, in particular by fragmentation or deletion mutagenesis, by insertion mutagenesis, by substitution mutagenesis or by fusion of at least one part with at least one other protein.
13. Protein gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich derivatisiert ist.13. Protein according to any one of claims 1 to 12, characterized in that it is additionally derivatized.
14. Protein oder Derivat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich stabilisiert ist.14. Protein or derivative according to one of claims 1 to 13, characterized in that it is additionally stabilized.
15. Nukleinsäure, die für eines der in den Ansprüchen 1 bis 14 bezeichneten Proteine oder Derivate codiert.15. Nucleic acid coding for one of the proteins or derivatives referred to in claims 1 to 14.
16. Für eine Subtilisin-Protease codierende Nukleinsäure, deren Nukleotidsequenz mit einer der in SEQ ID NO. 3 oder SEQ ID NO. 5 angegebenen Nukleotidsequenzen übereinstimmt, besonders in den Bereichen, die entsprechend den Aminosäuresequenzen SEQ ID NO. 4 oder SEQ ID NO. 6 für Isoleucin in Position 199, für Asparaginsäure in Position 211 , für Threonin in Position 3 und/oder für Isoleucin in Position 4, und ganz besonders für Alanin in Position 61 codieren oder diese Bereiche einschließen.16. A nucleic acid coding for a subtilisin protease, the nucleotide sequence of which corresponds to one of the sequences shown in SEQ ID NO. 3 or SEQ ID NO. 5 indicated nucleotide sequences agrees, especially in the areas which correspond to the amino acid sequences SEQ ID NO. 4 or SEQ ID NO. Code 6 for isoleucine in position 199, for aspartic acid in position 211, for threonine in position 3 and / or for isoleucine in position 4, and especially for alanine in position 61 or include these areas.
17. Vektor, der einen in den Ansprüchen 15 oder 16 bezeichneten Nukleinsäurebereich enthält und insbesondere einen Nukleinsäurebereich enthält, der für eines der in den Ansprüchen 1 bis 14 bezeichneten Proteine oder Derivate codiert.17. Vector which contains a nucleic acid region designated in claims 15 or 16 and in particular contains a nucleic acid region which codes for one of the proteins or derivatives designated in claims 1 to 14.
18. Klonierungsvektor, der einen in den Ansprüchen 15 oder 16 bezeichneten Nukleinsäurebereich enthält und insbesondere einen Nukleinsäurebereich enthält, der für eines der in den Ansprüchen 1 bis 14 bezeichneten Proteine oder Derivate codiert.18. Cloning vector which contains a nucleic acid region designated in claims 15 or 16 and in particular contains a nucleic acid region which codes for one of the proteins or derivatives referred to in claims 1 to 14.
19. Expressionsvektor, der einen in den Ansprüchen 15 oder 16 bezeichneten Nukleinsäurebereich enthält und insbesondere einen Nukleinsäurebereich enthält, der für eines der in den Ansprüchen 1 bis 14 bezeichneten Proteine oder Derivate codiert und dessen Biosynthese ermöglicht.19. Expression vector which contains a nucleic acid region designated in claims 15 or 16 and in particular contains a nucleic acid region which codes for one of the proteins or derivatives designated in claims 1 to 14 and enables its biosynthesis.
20. Zelle, die einen Vektor nach einem der Ansprüche 17 bis 19 enthält.20. Cell containing a vector according to any one of claims 17 to 19.
21. Wirtszelle, die eines der in Ansprüchen 1 bis 14 bezeichneten Proteine oder Derivate exprimiert oder zu dessen Expression angeregt werden kann, insbesondere unter Einsatz eines in einem der Ansprüche 15 oder 16 bezeichneten Nukleinsäurebereichs, ganz besonders unter Einsatz eines Expressionsvektors gemäß Anspruch 20.21. Host cell which expresses one of the proteins or derivatives referred to in claims 1 to 14 or can be stimulated to express it, in particular using a nucleic acid region designated in one of claims 15 or 16, very particularly using an expression vector according to claim 20.
22. Wirtszelle gemäß Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Bakterium ist, insbesondere eines, das das gebildete Protein ins umgebende Medium sekretiert.22. Host cell according to claim 21, characterized in that it is a bacterium, in particular one which secretes the protein formed into the surrounding medium.
23. Bakterium gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß es ein grampositives Bakterium ist, insbesondere daß es der Gattung Bacillus angehört, ganz besonders der Species Bacillus lentus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis oder Bacillus alcalophilus. 23. Bacterium according to claim 22, characterized in that it is a gram-positive bacterium, in particular that it belongs to the genus Bacillus, very particularly the species Bacillus lentus, Bacillus licheniformis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus subtilis or Bacillus alcalophilus.
24. Wirtszelle gemäß Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, daß sie eine eukaryontische Zelle ist, insbesondere eine, die das gebildete Protein posttranslational modifiziert.24. Host cell according to claim 20 or 21, characterized in that it is a eukaryotic cell, in particular one that post-translationally modifies the protein formed.
25. Verfahren zur Herstellung eines proteolytischen Enzyms oder Derivats nach einem der Ansprüche 1 bis 14 unter Verwendung einer Nukleinsäure gemäß einem der Ansprüche 15 oder 16 und/oder unter Verwendung eines Vektors gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19 und/oder unter Verwendung einer Wirtszelle gemäß einem der Ansprüche 20 bis 24.25. A method for producing a proteolytic enzyme or derivative according to one of claims 1 to 14 using a nucleic acid according to one of claims 15 or 16 and / or using a vector according to one of claims 17 to 19 and / or using a host cell according to one of claims 20 to 24.
26. Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß es ein proteolytisches Enzym nach einem der Ansprüche 1 bis 14 enthält, insbesondere Wasch- oder Reinigungsmittel, ganz besonders in einer Menge von 2 μg bis 20 mg pro g des Mittels.26. Agent, characterized in that it contains a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14, in particular washing or cleaning agents, very particularly in an amount of 2 μg to 20 mg per g of the agent.
27. Mittel nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich weitere Enzyme, insbesondere andere Proteasen, Amylasen, Cellulasen, Hemicellulasen, Oxidoreduktasen und/oder Lipasen enthält.27. Composition according to claim 26, characterized in that it additionally contains further enzymes, in particular other proteases, amylases, cellulases, hemicellulases, oxidoreductases and / or lipases.
28. Mittel zur Behandlung von Textilrohstoffen oder zur Textilpflege, dadurch gekennzeichnet, daß es allein oder neben anderen aktiven Inhaltsstoffen ein proteolytisches Enzym nach einem der Ansprüche 1 bis 14 enthält, insbesondere für Fasern oder Textilien mit natürlichen Bestandteilen und ganz besonders für solche mit Wolle oder Seide.28. Agent for the treatment of textile raw materials or for textile care, characterized in that it contains, alone or in addition to other active ingredients, a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14, in particular for fibers or textiles with natural components and very particularly for those with wool or Silk.
29. Verfahren zur maschinellen Reinigung von Textilien oder von harten Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem der Verfahrensschritte ein proteolytisches Enzym nach einem der Ansprüche 1 bis 14 aktiv wird, vorzugsweise in einer Menge von 40 μg bis 4 g, besonders bevorzugt von 400 μg bis 400 mg pro Anwendung.29. Process for the mechanical cleaning of textiles or hard surfaces, characterized in that a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14 is active in at least one of the process steps, preferably in an amount of 40 μg to 4 g, particularly preferably of 400 μg to 400 mg per application.
30. Verfahren zur Behandlung von Textilrohstoffen oder zur Textilpflege, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem der Verfahrensschritte ein proteolytisches Enzym nach einem der Ansprüche 1 bis 14 aktiv wird, insbesondere für Textilrohstoffe oder Textilien mit natürlichen Bestandteilen, insbesondere für solche mit Wolle oder Seide. 30. A process for the treatment of textile raw materials or for textile care, characterized in that a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14 becomes active in at least one of the process steps, in particular for textile raw materials or textiles with natural components, in particular for those with wool or silk.
31. Verwendung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Reinigung von Textilien oder von harten Oberflächen, vorzugsweise in einer Menge von 40 μg bis 4 g, besonders bevorzugt von 400 μg bis 400 mg pro Anwendung.31. Use of a proteolytic enzyme according to any one of claims 1 to 14 for cleaning textiles or hard surfaces, preferably in an amount of 40 ug to 4 g, particularly preferably from 400 ug to 400 mg per application.
32. Verwendung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Aktivierung oder Deaktivierung von Inhaltsstoffen von Wasch- oder Reinigungsmitteln.32. Use of a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14 for activating or deactivating ingredients of detergents or cleaning agents.
33. Verwendung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur biochemischen Analyse oder zur Synthese von niedermolekularen Verbindungen oder von Proteinen.33. Use of a proteolytic enzyme according to any one of claims 1 to 14 for biochemical analysis or for the synthesis of low molecular weight compounds or of proteins.
34. Verwendung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Präparation, Reinigung oder Synthese von Naturstoffen oder biologischen Wertstoffen.34. Use of a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14 for the preparation, purification or synthesis of natural substances or biological valuable substances.
35. Verwendung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Behandlung von natürlichen Rohstoffen, insbesondere zur Oberflächenbehandlung, ganz besonders in einem Verfahren zur Behandlung von Leder.35. Use of a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14 for the treatment of natural raw materials, in particular for surface treatment, very particularly in a process for the treatment of leather.
36. Verwendung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Gewinnung oder Behandlung von Rohmaterialien oder Zwischenprodukten in der Textilherstellung, insbesondere zum Entfernen von Schutzschichten auf Geweben.36. Use of a proteolytic enzyme according to any one of claims 1 to 14 for the extraction or treatment of raw materials or intermediates in textile manufacture, in particular for removing protective layers on fabrics.
37. Verwendung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Behandlung von Textilrohstoffen oder zur Textilpflege, insbesondere zur Behandlung von Wolle oder Seide oder woll- oder seidenhaltigen Mischtextilien.37. Use of a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14 for the treatment of textile raw materials or for textile care, in particular for the treatment of wool or silk or mixed textiles containing wool or silk.
38. Verwendung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Behandlung von photographischen Filmen, insbesondere zur Entfernung von gelatinhaltigen oder ähnlichen Schutzschichten.38. Use of a proteolytic enzyme according to any one of claims 1 to 14 for the treatment of photographic films, in particular for the removal of gelatin-containing or similar protective layers.
39. Verwendung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Herstellung von Lebensmitteln oder von Futtermitteln. 39. Use of a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14 for the production of food or feed.
40. Kosmetika mit einem proteolytischen Enzym nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder kosmetische Verfahren unter Einbeziehung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder die Verwendung eines proteolytischen Enzyms nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zu kosmetischen Zwecken, insbesondere im Rahmen entsprechender Verfahren oder in entsprechenden Mitteln. 40. Cosmetics with a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14 or cosmetic processes involving a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14 or the use of a proteolytic enzyme according to one of claims 1 to 14 for cosmetic purposes, in particular within the scope thereof Procedure or in appropriate means.
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